TW405126B

TW405126B - Cable with impact-resistant coating

Info

Publication number: TW405126B
Application number: TW087107461A
Authority: TW
Inventors: Sergio Belli; Luigi Caimi; Alberto Bareggi; Luca Balconi
Original assignee: Pirelli Cavi E Sistemi Spa
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2000-09-11
Also published as: EE9900489A; EG21959A; CA2289748C; ID24381A; AP1121A; EE04446B1; PL187115B1; KR20010012611A; MA24545A1; TNSN98064A1; SK286369B6; SK152099A3; BR9809119A; EA199901035A1; CZ398999A3; HU223994B1; CN1255229A; DE69806377T2; IL132408A; JP2002510424A

Description

經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 -------—_ 五、發明説明（1 ) 本發明係有關能夠保護纜線免受意外衝擊的一個規線塗層。舉例來說，獲線於運輸、舖設等期間可能會受到意外衝擊，意外衝擊可能導致纜線一連串的結構破損，包括絕緣層變形、絕緣層脫離半導體層、以及類似情形，此破損可能導致絕緣塗層之電梯度發生變化，而使該塗層之絕緣能力降低》目前商業上可購得之規線中，例如那些用於低壓或中麼電力輸送或配電之纜線中，通常使用能夠耐的住這種衝擊之金屬鎧裝，以保護纜線免受由意外衝擊造成之可能破損。此鐘裝可以是帶狀或絲狀（一般由鋼製成）、或者為金屬覆套形狀（一般由鉛或鋁製成），此鎧裝通常依序包上一層外層聚合體覆套。這種纜線結構的一個範例敘述於美國專利第5，153,381號中。申請者已經察覺到，上述之金屬鎧裝具有若干缺點，舉例來說，該鎧裝之應用包含了纜線處理的一個或更多個額外層面。此外，除了引起環境問題之外，金屬鎧裝大大地增加了纜線之重量，原因在於若需要更換纜線的話，利用這種方式建構之纜線並不容易配置。出版編號為7-320550(Kokai)之日本專利敘述了一種具有0.2-1.4 mm厚度之抗衝擊性塗層的自製纜線，配置在絕緣體和外覆套之間。此抗衝擊塗層係一種以聚氨酯樹脂為主要成份的非膨脹聚合體材料。另一方面，已知有各種應用係於纜線構造中使用非膨本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公犮） --------ϋ-------^--ir------崠- (諳先Mit背面之注意事項再填寫本頁} . . 4 五 '發明説明（ 2 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚脹聚合體材料。舉例來說，德國專利申請案第Ρ 15 15 709號中發表了 —條規線之外塑膠覆套與内金屬覆套之間的中間層之使用 ’藉以增加外塑膠覆套對溫度之低溫抵抗性，該文件中並未提到具有該中間層之纜線的内部結構。事實上，這種中間層應該抵銷外塑膠覆套因溫度下降而產生的彈性張力，並可由以鬆動方式配置之玻璃纖維或一種可以膨脹之金屬或複合中空玻璃球組成。另一項文件、即德國實用模型第G 81 03 947.6號中發表了用於具有特殊機械抗性及撓性之裝置與機器内部接線的一種電纜線，該纜線經過特別設計用以通過一滑輪且具有足夠的撓性而在通過該滑輪之後恢復其直向結構。因此，這種纜線之目的特別在於抵抗靜定型式之機械負荷（例如那些在通過一滑輪時所產生者），且其主要特性在於可撓眭對於那些熟悉技術的人將很容易明白，這種規線實際上不同於具有金屬鎧裝之低壓或中壓電力輸送或配電，反而具有撓性，應該能夠承受作用於纜線上面一定強度的動態負荷。此外，在同軸或雙絞線型式之信號傳送纜線中，已知使用了膨脹材料，而使導電金屬絕緣。同軸纜線通常能夠傳送高頻信號，例如電視（有線電視）用同軸纜線（1〇-1〇〇^2)、衛星纜線（高達2(^2)、電腦用同軸纜線（1 MHz以上）；而傳統電話線通常傳送k約 800 Hz頻率之信號。本紙張尺度ϋ财關家標準（CNS) Α4規格（2]Qx297公龙） (誚先"讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ

I 經滴部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 s-娜 126--------- 五、發明説明（3 ) 在這種纜線中使用膨脹絕緣體之目的在於增加電子信號之傳送速度，以接近天線導電金屬中的理想信號傳送速度（接近光速）。其理由在於和非膨脹聚合材料比較起來，膨脹材料通常具有較低的一個介電常數（K)，聚合體之膨脹程度越高，則介電常數越接近空氣之介電常數(κ=1)β 舉例來說，美國專利第4,711，811號中敘述了一種以膨脹含氟聚合體作為絕緣體（厚度為〇.05-0.76 mm)、並包上一層乙烯/四氟乙烯或乙烯/氯三氟乙烯異量分子聚合物（厚度為0.013-0.254 mm)薄膜之信號傳送纜線，如該專利中所述，膨脹聚合體之目的在於使導體絕緣，而包有膨脹聚合物之非膨脹聚合體薄膜目的在於改善絕緣體之機械性質，尤其是當兩種絕緣導體被絞在一起形成所謂的”雙絞線”時所產生的壓縮強度。專利第EP 442,346號中敘述了一種具有絕緣層之信號傳送纜線，該絕緣層係以膨脹聚合體為基底，直接配置在導體周圍，此膨脹聚合體具有一個孔隙體積大於75%之超微網狀結構（對應於300%以上的一個膨脹程度）。此聚合體之超微網狀結構應該在6.89 X 104 Pa的一個負荷下能夠被壓縮10%以上，並於負荷解除之後能夠恢復到其原來體積的50%以上，這些值大約與材料必須能夠耐的住纜線絞合時之壓縮的典型壓縮強度值一致。在國際專利申請案第WO 93/155512號中，其係關於一種具有膨脹絕緣塗層之信號傳送纜線，其中敘述了藉將一層非膨脹絕緣熱塑性聚合體（舉例來說，如上述美國專本紙張尺度適用中關家縣（CNS)八4規格⑺Gx297公龙） 6 -----ui I ------II -------^ ί (誚先閱 *讀背面之注意事項再填寫本頁) ’ · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 405126 ^ 五、發明説明（4 ) 一' 利第4,711，811號中所述）塗在膨脹絕緣體上，則可得到所需的壓縮強度，然而卻降低了信號的傳播速度。該專利申請案WO 93/15512钦述了-種具有雙層絕緣塗層之同轴规線，兩層均由一膨脹聚合體材料組成，内層係由多孔聚四氟乙烯（PTFE)組成，而外層則由密閉槽形膨脹聚合體、尤其是過氟鹼氧四氟乙烯（PFA)組成。以膨脹聚合體為基底之絕緣塗層可注射氟利昂作為膨脹劑，將pFA聚合體塗在 PTFE絕緣艘内層上面而得到。根據文中的細節，此封閉槽膨脹絕緣體使其能夠維持相當高的一個信號傳送速度。此外雖然並無壓縮強度之相關數據資料，該專利申請案中亦提到其能夠抗壓縮。該說明書強調了批覆這種雙層絕緣體之導體可以絞合之事實。此外，根據該專利申請案，外膨脹層孔隙體積之增加能使傳送速度增加，而導致此塗層之微小容積變化能夠對抗内膨脹層之壓縮。由上述文件中可看出，使用，，開口槽，，膨脹聚合體材料作為信號傳送纜線之絕緣塗層的主要目的在於增加電子信號之傳送速度，然而，這些膨脹塗層之缺點在於壓縮強度不夠。有些膨脹材料通常亦定義為，，抗壓縮”，原因在於其等不僅必須保證具有高信號傳送速度，而且當兩個具有上述膨脹絕緣體的導體被絞在一起時，必須對普遍所產生的壓縮力具有足夠的抵抗能力，所以在此例中，所施之負荷係靜定型式。因此一方面這些以膨脹聚合體材料製成供信號傳送纜線用之絕緣塗層所必須具有的特性在於能夠承受一定程度本紙張尺度適财關家料（CNS ) A_ (

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.....* ,·; s— 405128 五、發明説明（5 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製的壓縮負荷（例如當兩條规線絞在一起時），然而另一方面，申請者於任何文件中並未提及—膨脹聚合趙塗層可能具有的任何型式衝擊強度。此外，雖然這種膨服絕緣塗層增加了信號傳送速度，然而在壓㈣度方㈣被認為較類似非膨脹材料製成之塗層更不利，b上述專利申請案第wo 93/15512號中所報導。申請者目前已經發現到，藉將^夠厚度及撓曲模數之膨脹聚合想材料製成的一㈤合適塗層插入_條電力輪送规線之結構内’最好是與外聚合链塗層之覆套接觸，則可得到-條具有高衝擊強度之规線，<其能夠避免在此規線結構中使用上述保護性金屬鐘裝。尤其是，巾請者已經觀察出，為了具有夠高的撓曲模數，聚合體材料於膨服之前應該經過測量而挑選出，以達到所需的抗衝擊特性，並避免纜線内部結構因其外表面受意外衝擊而破壞之可能性。在本敘述中，”衝擊”一詞係指那些能夠使傳統未經鎧裝之纜線結構產生實際損壞’而對傳統經過鎧裝之纜線結構之作用卻可忽略的一定能量之所有動態負荷。一如所示，這樣的一個衝擊可以看成由曲率半徑大約為i mm的一個v形圓邊衝頭所產生大约20-30焦耳的一個衝擊能量，作用於纜線外覆套上面。此外令人驚舒的是申請者已經觀察出根據本發明作為纜線塗層之膨脹聚合體材料能夠得到較以不膨脹之相同聚合體為基底的類似塗層更佳之衝擊強度。具此型式塗層H線較諸具有金屬在豈裝之傳統規線 (請先閲*讀背面之注意事項再填寫本頁) .二 · ·

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經濟部中央標準局—工消費合作社印製 405126 B7________ 五、發明説明U ) 有各種優點，例如更易加工、完工纜線重量及尺寸減少、以及一旦纜線工作週期結束，纜線再生對環境之衝擊減少〇本發明因而在某方面係與一電力輸送纜線有關，其包括有 a) —個導體， b) 至少一層致密絕緣塗層， c) 一個以膨脹聚合體材料製成的塗層，其中該聚合體贫料具有預定之機械強度性質和預定之膨脹度，而使該纜線具有抗衝擊性質。根劇本發明一項較佳觀點，膨脹聚合體材料係從在膨脹前於室溫下根據ASTM標準D790測得具有200 Mpa以上、最好是介於400 Mpa與1500 Mpa之間、介於600 Mpa與 1300 Mpa則更佳的一個撓曲模數之聚合體材料製成β 根據一項較佳觀點，該聚合體材料具有大約20%到大約3000%的一個膨脹度，最好是從大約30%到大約500%，從大約50%到大約200%的一個膨脹度尤其更佳。根據本發明一項較佳觀點，膨脹聚合馥材料之塗層厚度為0.5 mm，最好是介於1與6 mm之間，尤其是介於2與4 mm之間。根據本發明一項較佳觀點，此膨脹聚合體材料係從聚乙烯（PE)、低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE)、高密度PE(HDPE)以及線性低密度PE(LLDPE);聚丙烯（PP) :乙烯·丙烯橡膠（EPR)、乙烯-丙烯異量分子聚合物（EPM) 、乙稀-丙稀-diene terpolymer(EPDM);天然橡膠；丁基 (請先閱-1¾背面之注意亊項再填寫本頁) 崠！本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 9 A7 405126_______ 五、發明説明（7 ) 橡膠；乙烯/乙烯基醋酸(EVA)異量分子聚合物；聚苯乙烯 :乙烯/丙烯酸異量分子聚合物、乙烯/曱基丙烯酸（EMA) 異量分子聚合物、乙烯/乙基丙烯酸(EEA)異量分子聚合物、乙烯/ 丁基丙烯酸（EBA)異量分子聚合物；乙烯/α-烯異量分子聚合物；丙烯清-丁二烯-苯乙烯（ABS)樹脂；鹵化聚合物、聚氣乙烯（PVC);聚亞胺酯（PUR);聚珠胺；芳香多元酯、聚乙烯對苯二曱酸（PET)、聚丁烯對苯二曱酸 (PBT);以及異量分子聚合物或其等之混合物挑選出。根據一項較佳觀點，此聚合體材料係以PE及PP兩者、或其中任何一方為基底，最好是用乙烯-丙烯橡膠調配過，其中PP/EPR重量比介於90/10和50/50之間，最好是介於85/15和60/40之間，尤其是大約70/30的一個聚烯聚合物或異量分子聚合物。根據一項較佳觀點，以PE及PP兩者、或其中任何一方為基底之聚烯聚合物或異量分子聚合物含有一預定量之粉末狀硫化橡膠，聚合物重量最好是介於10%和60%之間〇經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱.讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據一項較佳觀點，此纜線更包括有一個外聚合體覆套，其最好是與膨脹聚合體塗層接觸，此覆套最好是具有至少0·5 mm的一個厚度，最好是介於1和5 mm之間。本發明另一方面係有關一種令纜線具有衝擊強度之方法，其包括了利用膨脹聚合體材料製成的一個塗層將纜線批覆。根據一項較佳觀點，使纜線具有衝擊強度之方法更包本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規輅（210X29?公釐） 10 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __405126 η；五、發明説明（8 ) ~~~ 括了以外保護套將膨脹塗層包覆。本發明另-項觀點係有關利用—種膨服聚合體材料而使一條電力輪送纜線產生衝擊強度。本發明另-項觀點係有關計算具有至少一絕緣層之纜線衝擊強度的一個方法，此方法包括有 a) 測量該絕緣層之平均推桿強度； b) 使規線受到一預定能量之衝擊； c) 測量該絕緣層於衝擊點處之推桿強度； d) 防止衝擊點處測到的平均推桿強度與推桿強度之間的差異小於該纜線對平均推桿強度的一個預定值。根據一項較佳觀點，此推桿強度係於絕緣塗層與半導體外層塗層之間測得。在本說明書中，，，聚合體膨脹度，，一詞指聚合體之膨脹程度係依下列方式決定： G (膨脹度）=(d(j/de - 1) · 1〇〇其中d0表示非膨脹聚合體（也就是說其結構本質上並無孔隙體積之;聚合體）之密度，而dc表示膨脹聚合體量測到的表觀密度。為了本說明書之目的，”膨脹，’聚合體一詞係指聚合體結構内之孔隙體積（也就是說並非被聚合體佔有而是被一氣體或空氣佔有之空間）一般大於此聚合體總體積的丨〇% 〇在本說明書t，’’推桿，’強度一詞係指從導體或另一層塗層中分離（剝離）一層塗層所需之力量，於兩層塗層彼此本紙張尺度剌中國國家標準（CNS ) Μ·(训心7公费） {請先59讀背面之注意事項再填寫本頁)

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-.-I -I I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___405126 B7_____ 五、發明説明（9 ) 分離之情形中，這兩層通常是絕緣層與外半導體層。一般而言，電力輸送纜線之絕緣層具有大於2的一個介電常數(K)，此外，與信號傳送纜線比較起來，其中，’電梯度”參數並不具任何重要性，電梯度範圍從大約0.5 kV/mm之低電壓到高達大約1 〇 kV/mm之高電壓被輸入電力輸送规線中，因此在這些規線中，絕緣塗層内非均質性 (例如孔隙體積）之存在可能會導致介電剛性局部變化，而使絕緣能力降低，必須加以避免。此絕緣材料通常會是一種密致聚合體材料，其中在本說明書中，，’密致，，絕緣體一 3同係指一絕緣材料具有至少5 kV/mm的一個介電剛性，最好是大於10 kV/mm,中-高壓電力輸送纜線尤其是大於4〇 kV/mm。與一膨脹聚合體材料比較起來，此密致材料大趙上在其結構内不具有孔隙體積，此材料會有〇 85 g/cm3以上的一個密度。在本說明書中，低壓一詞係指高達1000 V(通常大於 100 V)的一個電壓，中壓係指從大約1到大約3〇kv的一個電壓，而高壓係指30 kV以上的一個電壓。這種電力輸送纜線通常在50或60 Hz之標稱頻率下運作。雖然在本說明書之過程中，係參考電力輸送纜線而詳述膨脹聚合體塗層之使用，其中此塗層可以很有利地取代目前用於這種纜線中的金屬鎧裝，但是對於那些熟悉技術的人將很容易明白，此膨脹塗層可以很有利地用於任何型式的規線中，而這種缓線可能具有適當的衝擊保護性。尤其疋，電力輸送規線之定義不僅明確包括那些低中壓型式本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

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經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 ’而且包括了高壓電力輪送纜線。藉由下列諸圖之幫助可以進一步了解本發明：式之簡要說明 . 第1圖繪示了技術内容中具有金屬鎧裝的—條三極式電力輸送纜線。第2圊繪示了本發明三極式纜線_广實施例。第3圖繪示了本發明單極式纜線_|^實施例。第4圖顯示一個依據本發明之電^及一個傳統電雒… 在“落垂式”動態試驗（11公斤重法碼&度落下）後之橫剖面囷。忠 '：第5圖係顯示如同第4圖中所示之兩個電橫剖面圈，其中11公斤重法碼係從20公分之高度落下j : 第1圖為技術内容中具有金屬鎧裝的一條^極式電力輸送纜線之橫截面圊《此纜線包括有三個導體（丨），每個均批覆了内半導體塗層（2); —個絕緣層（3); 一個外半導體層（4);以及一個金屬屏蔽（5p為了簡單起見，此半完工結構將於說明書其餘部份中定義成”芯線”。三條芯線被鄉在一起，而其間的星形區域裝滿一種填料（9)(合成橡膠混合物、聚丙烯織維以及類似品），使橫截面結構為圓形，其整體依序批覆了一個内聚合體覆套（8)、一個金屬線（7) 鎧裝、以及一個外聚合體覆套（6)。第2圖為本發明_用於甲壓電力輸送之三極式纜線的橫截面圖。此纜線包括有三個導體（1)，每個均批覆了内半導體塗層（2); —個絕緣層（3); —個外半導體層（4);以及一個金屬屏蔽（5)。在此情況中芯線之間的星形區域被填滿一種抗衝擊性膨脹聚合體材料（1〇)，其依序批覆了一個外聚合體覆套（6)。在膨脹聚合體塗層（10)中有一個靠近芯線外表面之圚形凸緣（l〇a)與膨脹聚合體塗層之最小厚度一致，亦繪示出來（以虚線表示）。第3圖為本發明中用於中壓電力輸送之單極式纜線的 -13- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — II----4------- Ί ---------線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 405126 五、發明説明（11 ) 橫截面圖。此纜線包括有中心導體（1)，其批覆了一個内半導體層（2); —個絕緣層（3); 一個外半導體層（4);—個金屬屏蔽（5); —層膨脹聚合體材料（1〇);以及一個外聚合體覆套（6)。在第3圖中所示之單極纜線情形中，由於芯線具有圓形截面，因此單極纜線中所示之圓形凸緣（1〇a)係與該層膨脹聚合體材料（10)—致。這些圖形顯然僅繪示了本發明可能有利地使用之纜線的一些可能實施例，很明顯地習知技藝中的適當修正可用於這些實施例，而不會對本發明之應用有任何的限制。舉例來說，參看第2圖，芯線之間的星形區域可預先裝滿傳統填料，而得到一條其橫截面大約與圓形凸緣（丨〇a)内之橫截面一致的半加工纜線，接著很有利地可將膨脹聚合體材料（10)層舖在此橫載面區域之半加工纜線上面，其厚度大約與圊形凸緣（10a)—致，之後舖上外覆套（6)。另一方面，利用當這些芯線被接在一起形成一條大約為圓形橫截面之规線而使芯線具有一個橫截面區段，並不需將填料注入星形區域；接著將抗衝擊性膨脹聚合體材料層舖在這些接在一起的芯線上，然後舖上外覆套（6)。在低壓電力輸送纜線的情形中，這些纜線結構之絕緣塗層通常僅直接與導體接觸，其依序批覆了膨脹聚合體材料層與外覆套。熟悉技術的人將很容易瞭解其他解決方案，並能夠評估最方便之解決方案，例如根據成本、纜線配置類型（天線、插入管中、直接埋入地底、建築物内部、海面下等） -----,--^— Λ------、钉------11Μ--- •- < (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨 - - I I } 4 11 405126 A7 B7 五、發明説明（12 ) 、纜線運作溫度（最大及最小溫度、環境溫度範圍）、以及類似狀況。 (請先闕讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚抗衝擊性膨脹聚合體塗層可包括任何種類的可膨脹聚合體，例如聚烯、聚烯異量分子聚合物、烯/酯異量分子聚合物、聚酯、聚碳酸鹽、聚磺胺、酚樹脂、醯樹脂以及其等之混合物。合適聚合體之範例為聚乙烯（PE)、尤其是低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE)、高密度PE(HDPE) 以及線性低密度PE(LLDPE);聚丙烯（PP);乙烯-丙烯橡膠(EPR)、尤其是乙烯-丙烯異量分子聚合物（EPM)或乙烯-丙稀-diene terpolymer(EPDM);天然橡膠；丁基橡膠；乙烯/乙烯基醋酸（EVA)異量分子聚合物；聚苯乙烯；乙烯/ 丙烯酸異量分子聚合物、尤其是乙烯/甲基丙烯酸（EMA) 異量分子聚合物、乙烯/乙基丙烯酸（EEA)異量分子聚合物、乙烯/ 丁基丙烯酸（EBA)異量分子聚合物；乙烯/α-烯異量分子聚合物；丙烯清-丁二烯-苯乙烯（ABS)樹脂；鹵化聚合物、尤其是聚氣乙烯（PVC);聚亞胺酯（PUR);聚洗胺；芳香多元酯、例如聚乙烯對笨二甲酸（PET)或聚丁烯對苯二曱酸（PBT);以及異量分子聚合物或其等之機械性混合物。最妤是使用聚烯聚合物或異量分子聚合物，尤其是那些以PE及PP兩者、或其中任何一方為基底，而與乙烯-丙烯橡膠混合者。报有利地，可以使用乙烯-丙烯橡膠 (EPR)調配過的聚丙烯，PP/EPR重量比介於90/10和50/50 之間，最好是介於85/15和60/40之間，尤其是大約70/30的一個重量比更佳。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公f ) 15 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ----405126--ί^：_____ 五、發明説明（l3 ) 根據本發明另一項觀點，申請者已經觀察出能夠以機械方式混合受到膨脹之聚合體材料，尤其是烯類聚合物的情形，具體而言，亦即具有一預定量粉末狀橡膠之聚乙烯或聚丙烯，例如硫化天然橡膠。一般而言，這些粉末係由大小介於10與1000 Am之間的粒子所形成，最好是介於3〇〇與600 β m之間》很有利地，可以使用由輪胎加工得到的硫化橡膠廢品。粉末狀橡膠佔欲膨脹之聚合體的重量比率範圍可從〗〇%到60%，最好是介於30%和50%之間》欲膨脹之聚合體材料、無論是不作進一步處理或是在一種具有粉末狀橡膠的混合物中作為可膨脹基底，均必須具有剛性，使其一旦膨脹時，能夠確保一定程度的抗衝擊性，以保護纜線之内層部分（亦即絕緣層和半導體層）免受可能隨之而來的意外衝擊而損壞。尤其是，此材料必須具有足夠高的衝擊能吸收能力，以將一定量之能量傳至底層 ..絕緣層，而使底層塗層之絕緣性質不會超過一預定值。如下列說明書中更詳細例示，其理由在於申請者已經觀察出當一條纜線受到衝擊時，可以看出平均值與衝擊點及底層絕緣層之推桿強度處測得之值之間的一個差異，很有利地，此推桿強度可於絕緣層與外半導鱧層之間測得。此強度中的差異隨著傳至底層之衝擊能增加而成比例增加，在推桿強度係於絕緣層與外半導體層之間測得的情形中，吾人已經估計出當衝擊點處之推桿強度對平均值之差異小於 25%時，保護塗層對内層提供了一個足夠的保護措施。本紙張尺度適用中ΪΪΓ家標準（CNS ) Α4規格（21GX 297公楚） " n n I - n I I - I i - I I I--丁— I —\ i · 、-'0 *. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . A7 B7 _405126 五、發明説明（Η ) 申請者已經觀察出，從上述挑選出來的一個聚合體材料特別適用於此用途，此材料於膨脹前在室溫下根據 ASTM標準D790測得具有200 Mpa以上、最好是400以上的一痼撓曲模數。另一方面，由於膨脹材料過大的剛性會使完工成品難以處理，因此最好是使用室溫下撓曲模數小於 2000 MPa的一個聚合體材料。特別適用於此用途之聚合體材料為那些在膨脹前於室溫下撓曲模數介於400和1800 MPa之間的聚合體材料，於室温下撓曲模數介於600和1500 MPa之間的一個聚合體材料尤其更佳。這些撓性模數值可能是一特定材料所特有的或可能由兩種以上具有不同模數之材料依某個混合比例混合而形成，使材料得到所需之剛性值。舉例來說，聚丙烯具有15〇〇 MPa以上的一個撓曲模數，其可和具有大約1〇〇 MPa的一個模數之合適量的乙烯-丙烯橡膠（EPR)作適當地調配，其目的在於以適當方式降低其剛性。於商業上可購得之聚合體化合物的範例為：低密度聚乙稀：RibIene FL 30(Enichem); 高密度聚乙稀：DGDK 3364(Union Carbide); 聚丙烯：PF 814 (Montell); 以EPR調配過之聚丙烯：Moplen EP-S 30R、33R及 81R(MontelI) ； Fina-Pro 5660G、4660G、2660S 及 3660S(Fina-Pro)。聚合體之膨脹度及塗層厚度必須使其確保連同外聚合體覆套能夠抵抗處理及舖設缆線期間所發生的典型衝擊。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） (許先閱讀背面之注意事項再填寫本頁- ΓΛ 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 17 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __ 405126_bL____ 五、發明説明（15 ) 如前所述，”聚合體之膨脹度”係依下列方式決定： G (膨脹度）=(dQ/de · 1) · 1〇〇其中d〇表不非膨服聚合體之密度，而de表示膨脹聚合媸量測到的表觀密度。申請者已經觀察出，對於一相等厚度之膨脹層而言，為了維持在所需的抗衝擊特性範圍内，最好是使用具有高膨脹度的一個聚合體材料，原因在於透過此方式能夠限制聚合體材料之用量，其於經濟與降低完工成品重量兩者的角度而言均具有諸項優點》膨脹度非常容易變化，其可以是所用之特定聚合體材料的一個函數以及欲使用之塗層厚度的一個函數，一般而言，此膨脹度範圍可從20%到3000%，最好是從3〇%到500% ，介於50%和200%的一個膨脹度尤其更佳。膨脹聚合體通常具有一密閉槽結構》申請者已經觀察出，當超過某一膨脹度時，聚合體塗 .層產生所需衝擊強度的能力會降低。尤其是，吾人已經觀察出’藉由維持對衝擊之高保護效力而得到高聚合體膨脹度之可能性可能與欲膨脹聚合體之撓性模數值產生關聯，其理由在於申請者已經觀察出聚合體材料之模數隨著此材料之膨脹度增加而減小，大約根據下列公式得到： E2/E1=(/〇 2I p j)2 其中： E2表示聚合體於較高膨脹度下的撓性模數； E!表示聚合體於較低膨脹度下的撓性模數；本紙張尺度剌中關家標準（CNS )崎1_( 21Qx297公楚） (請先閱讀背面.之注意事項再填寫本頁} A . ."τ 18 經濟部中央標率局員工消費合作杜印製 405126 五、發明説明（l6 ) 0 2表示聚合體於較高膨脹度下的表觀密度；以及 Pi表示聚合體於較低膨脹度下的表觀密度；以此為導引，對於具有大約1000 MPa之撓性模數的一個聚合體而言，膨脹度從25%變化到100%大約需要使材料之撓性模數值減半。具有高撓性模數之聚合體材料不必損害塗層承受衝擊之能力就可能會因而膨脹到比具有低撓性模數之聚合體材料還大的程度。另一個可能會影響纜線衝擊強度之變數為膨脹塗層之厚度，能夠確保欲利用這種塗層而得到所要衝擊強度之最小厚度主要視此聚合體之膨脹度及撓性模數而定。一般而言’申請者已經觀察出，對於相同聚合體及相同膨脹度而言，藉由增加膨脹塗層之厚度則可達到更高的衝擊強度值 °然而為了利用有限量之塗層材料，使完工成品之成本及尺寸減少，則膨脹材料之層厚將會是確保所需衝擊強度之最小要求厚度。尤其是，對於中壓型式纜線而言，吾人已經觀察出大約2 mm的一個膨脹塗層厚度通常能夠確保這種型式的纜線受到標準衝擊時具有足夠的抵抗性。塗層厚度最好是大於0.5 mm，尤其是介於大約丨mm與大約6 mm 之間’介於2 mm與4 mm之間的一個厚度尤其更佳。申請者已經觀察出，欲得到合理之近似值，則可定義出具有各種不同挽性模數值的聚合趙材料之塗層厚度與膨脹度之間的關係，而使膨脹塗層之厚度適當地成為聚合體材料之膨脹度及模數的一個函數，尤其是膨脹塗層厚度大約為2-4 mm者。這種關係式可表示如下：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公最） {請先«讀背面；之注意事項再填寫本頁) .-51 • I -- i- I m 19 A7 Η 7 __405126 五、發明説明（π ) v * de^N 其中 V表示膨脹聚合體材料每一線性米纜線之體積，此想積係有關膨脹塗層最小厚度所界定出的圓形凸緣，對於三極式纜線而言，其係與第2圖之圓形凸緣（i〇a) 一致，而對於單極式纜線而言，則與第3囷中定義之塗層（1〇) 一致； de表示膨脹聚合饉材料所測得之表觀密度（kg/m3); 以及 N為上述兩個值之乘積結果，其必須大於或等於：模數> 1000 MPa之材料則為0.03，模數為800-1000 MPa之材料則為0.04，模數為400-800 MPa之材料則為0.05，模數< 400 MPa之材料則為0.06。參數V與膨脹塗層厚度（S)之關係以下列關係式表示： V = π (2Ri · S + S2) 其中Ri表示圓形凸緣（10a)之内徑。參數de與聚合體材料膨脹度之關係以前數關係表示： G = (d〇/de - 1) · 100 根據上述關係式，對於厚度大約為2 mm、配置在直徑大約為22 mm之圓形截面上、於室溫下具有不同撓性模數之各種不同材料的膨服塗層而言，吾人發現到此塗必須具有最小的一個表觀密度，其值大約為： LDPe(Mf大約為 200)則為 0.40 g/cm3; 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —--―― {"先惻讀背面；之注意事項再填寫本頁)

A 、'5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 20 A7 405126 B7 五、發明説明（18 ) 70/30之PP/EPR混合物（Mf大約為800)則為0.33 g/cm3 > HDPE(Mf大約為 1000)則為 0.26 g/cm3; PP(Mf大約為 1500)則為 0.20 g/cm3。對應於下列最大膨脹度之膨脹聚合體表觀密度值大約為： LDPE(d〇 = 0.923)貝丨j 為 130%; PP/EPR混合物（d。= 0.890)則為 180%; HDPE(d〇 = 0.945)貝丨J 為 260%; PP(d。= 0.900)則為 350%。同樣地，對於厚度大約為3 mm、配置在相同尺寸之纜線上面的塗層而言，則可得到下列最小表觀密度值： LDPE則為 0.25 g/cm3; PP/EPR混合物則為 0.21 g/cm3; HDPE貝丨J 為 0.17 g/cm3; PP則為 0.13 g/cm3; 其對應下列最大膨脹度 LDPE貝丨J 為 270%; 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (对先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) PP/EPR混合物貝丨J為320%; HDPE則為 460%; PP則為 600%。上述結果表示為使預定厚度膨脹塗層之衝擊強度特性達到最佳化，則材料之機械強度特性（尤其是其撓曲模數）與該材料之膨脹度兩者均需納入考量。然而，利用上述關本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規棺（210X297公犮） 21 405126_η 7 五、發明説明（l9 ) .係式所決定的值不應該被認為限制了本發明之範圍，尤其是，挽性模數值接近數字N(亦即400、800以及1000 MPa) 之變化區間上限的聚合體最大膨脹度實際上可能大於根據上述關係式計算所得，因此舉例來說，一層厚度大約2 mm 的PP/EPR(Mf大約為800 MPa)即使膨脹度大約為200%，仍將能夠提供所需的衝擊保護。聚合體通常於擠壓階段膨脹，此膨脹可能藉由添加一適當的”膨脹”化合物、亦即能夠在已定義之溫度及壓力條件下產生氣體，而以化學方式發生；或者在高壓下直接將氣體注入擠壓缸内，而以物理方式發生。適當化學”膨脹劑”之範例為氮二碳氨、有機酸（例如檸檬酸）與碳酸鹽及重碳酸鹽（例如碳酸氫鈉）兩者、或其中一方之混合物。於高壓下注入擠壓缸之氣體範例為氮氣、二氧化碳、空氣以及低沸點碳氫化合物，例如丙烷和丁烷。經濟部中央標率局員工消費合作社印製批覆有膨脹聚合體層之保護性外覆套可以是常用的種類，可用於外層塗層之材料為聚乙烯（PE)，尤其是中密度 PE(MDPE)及高密度PE(HDPE)、聚氣乙烯（PVC)、合成橡膠及類似品之混合物，最好使用MDPE或PVC» —般而言，形成此外覆套之聚合體材料具有大約400與大約1200 MPa之間的一個撓性模數，最好是介於大約600 MPa與大約1000 MPa之間。申請者已經觀察出，外覆套之存在有助於使塗層和膨脹塗層具有希望的衝擊強度特性。尤其是，申請者已經觀 22 (許先燜讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（210X25»7公浼）經濟部中央標率局貝工消費合作社印繁 t- A7 4Ω>^1 gfi B7 五、發明説明（20 ) 察出，對於相同厚度之膨脹塗層而言，覆套對衝擊強度之貝獻隨著形成此膨脹塗層之聚合體膨脹度的增加而增加。此外覆套之厚度最好是大於〇.5mm，尤其是介於丨和5111111 之間，最好是介於2和4 mm之間。製備一條具有本發明衝擊強度之纜線係參看第2圖之纜線結構圖而加以敘述，然而其中欲塗層之芯線之間的星形空隙並非直接用膨脹聚合體（1〇)而是用一種傳統填料予以填滿，膨脹塗層接著批覆在此半加工纜線上面，而在此半加工纜線周圍形成一個圚形凸緣（10a)，並接著包上外聚合體覆套（2)。纜線芯線之製備，亦即導體（4)、内半導體層（9)、絕緣體（5)、外半導體層（8)、以及金屬屏蔽（4)之裝配係根據習知技藝之方法完成，例如利用擠壓方法。這些芯線接著被綁在一起，而星形空隙被一種傳統填料（例如合成橡膠混合物、聚丙烯纖維以及類似品）填滿，一般是將填料批覆在鄉好之芯線上面以得到一條具有圓形橫截面之半加工纜線。膨脹聚合體（10)塗層接著批覆在填料上面，擠壓機頭部之沖模直徑最好稍小於具有膨脹塗層之纜線的最後直徑，以讓聚合體膨脹至擠壓機外部。吾人已經觀察出，於相同的擠壓條件之下（例如螺釘轉速、擠壓線速度、擠壓機頭部直徑以及類似者），則擠塵溫度係其中-項加工變數，其對膨脹度具有相當的影響力。一般而言，對於擠壓溫度低於160°C而言，則難以得到足夠的膨脹度，擠壓溫度最好是在I80°C以上，尤其是大約2〇〇t>C。通常，擠壓溫度之增加使膨脹度增加。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ;I I 1 I 11 .. II"I—.

23 A7 B7 405126 五、發明説明（21 此外，可利用對冷卻率之影響控制聚合體膨脹度在某些範圍，原因在於若形成膨脹塗層之聚合體位於播麼機出口的話，則藉由適當地緩和或加速冷卻可以增加或減少該聚合體之膨脹度。一如所述，申請者已經觀察出，藉由量測纜線塗層之推桿強度、此推桿強度平均值與衝擊點所在處測到的值之間的差異，則可以量化方式判定衝擊對纜線塗層之影響。尤其是，對於中壓型式的纜線而言，其結構中含有一個内半導體層'一個絕緣層以及一個外半導體層，則推桿強度 (以及相關差異）可以有利地在外半導體材料層與絕緣層之間測得。申請者已經觀察出，一條纜線可能會受到特別嚴重的衝擊影響，尤其是一條具有鎧裝之中壓纜線，可利用一種根據法國標準HN 33-S-52'有關能夠讓大約72焦耳（J)的衝擊能量作用於纜線上之高壓電力輸送鎧裝纜線的一個衝擊試驗使其再生》塗層之推桿強度可根據法國標準HN 33-S-52測出，根據該標轉測量出從絕緣層分離外半導體層所需施加的力量。申請者已經觀察出，藉由在衝擊點發生處不斷地測量此力量，則可測得力量峰值，其表示兩層之間〜狄力的一個變化，吾人觀察出這些變化通常與塗層之絕緣能力降低有關。此變化會隨著外塗層（於本發明中係由膨脹塗層與外覆套構成）所提供的衝擊強度變小而成比例變大。於衝擊點處測得之力量變化大小係相對於沿著纜線測得之平均值 I .^1 n n n In n n n I I n I n T I - - :1--. (对先嫻讀背面；之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 24 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ___405126_£ 五、發明説明（22 ) ，因而提供了由保護塗層所提供之保護程度的一項指標。一般而言，高達20-25%之推桿強度變化相對於平均值是可以接受的。膨脹塗層可以有利地與一合適的保護性外聚合體覆套一起使用，其特性（材質、膨脹度、厚度）可根據欲提供給底層纜線結構之衝擊保護性而加以選擇，亦視用作絕緣體及半導體兩者、或其中任何一方之特定材料的特性而定，例如材料之硬度、密度以及類似特性。從整篇說明書中可以得知，由於膨脹聚合體塗層對金屬鎧裝之有利特性，本發明之纜線特別適合用以取代傳統鎧裝纜線，然而其用途不應侷限於這種特殊應用。事實上，本發明之纜線可以有利地用於希望具有提高之抗衝擊特性纜線的所有應用層面。尤其是，本發明之抗衝擊纜線可以取代目前為止使用鎧裝纜線已經很有利但是由於金屬鐘裝之缺點而棄置不用的所有應用中之傳統未鐘裝規線。下文例示了一些範例，以進一步詳述本發明。 I£例一县膨脹塗層之嫌.旒的制借為了根據本發明而算出一膨脹聚合體塗層之衝擊強度，則各種不同試片之製備係將一些具有各種不同膨脹度之聚合體，取不同之厚度批覆在一條由厚度大約為14 mm、批覆了一層0.5 mm之半導體材料的一個多絲導體、一層以EPR為基底的一個3 mm絕緣混合體層、以及另一層以加了炭黑之EVA為基底的一個0.5 mm”易剝離，，半導體材料 (請先閱讀背面之注意事項再填wr本頁) 訂

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 405126 五、發明説明（23 ) 所構成的芯線上面，整個芯線厚度大約為22 mm。低密度聚乙烯（LDPE)、高密度聚乙烯（HDPE)、LDPE 與磨成細粉之硫化天然橡膠（粒子大小為300-600仁 m)(PE-粉末）的機械性混合物重量比為70/30之聚丙烯（PP) 、與EPR橡膠調配過之PP(PP-EPR之重量混合比為70/30) 係用作欲膨脹之聚合體材料，這些材料在下文中以字母A 到E表示，並詳述於下表中：材料廠牌名稱及製造商模數(MPa) A LDPE Riblene FL 30 - Enichem 260 B HDPE DGDK 3364 - Union Carbide 1000 C PP PF 814 - Montell 1600 D PP-EPR FINA-PRO 3660S 1250 E PE/粉末 Riblene FL 30 聚合體係交替使用兩種不同的膨脹化合物而以化學方式膨脹，這些可示於下表中：化合物廠牌名稱及製造商 CE1 氮二碳氨 Sarmapor PO - Sarma CE2 梭酸-重碳酸鹽 Hydrocerol CF 70 - Boehringer Ingelheim 將欲膨脹之聚合體和膨脹化合物倒入（依表2中所示比例）一部80 mm-25 D之單螺桿擠壓機内，此擠壓機裝有一根螺紋傳動螺桿，其特徵在於最末區域之深度為9.6 mm 。擠壓系統包括有一個能夠提供穩定之欲塗層芯線（通常具有大約0.5 mm的一個直徑，其大於欲塗層之芯線直徑）生產量的公沖模，以及一個選擇其直徑小於具有膨脹塗層之纜線直徑、大約為2 mm的母沖模，利用這種方式，則受擠壓材料係於離開擠壓機頭部時膨脹，而非在此頭部内本紙張尺度適用中闺國家榡率（CNS ) A4规格（210X297公f ) (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 "'__ 26 405126 % 五發明説明（24 ) 部或擠壓機内部膨脹。欲塗層芯線之生產速度（擠壓線速度）被設定成膨脹材料之希望厚度的一個函數（見表2)。在與擠壓機頭部相距大約500 mm的一個距離處有一根冷卻管（内含冷水），用以停止膨脹並冷卻擠壓過的材料。纜線接著被纏繞在一根線軸上》聚合體材料/膨脹劑混合物之成分與擠壓條件（速度、溫度）可以適度地加以變化，如下表2中所述* 表2:膨脹混合物與掖愿條件纜線编號材料+% 及膨脹劑類型擠壓機速度 (rev/min) (1)擠壓機溫度i (°C) 線速度 Γπι/ηιίηΊ 1 A + 2%CE1 6.4 165 2 A + 2%CE1 11.8 190-180 «7 2 3 A + 2%CH 1 5.5 190-180 3 4 A + 2 % C H1 6.8 190-180 2 5 A + 2%CE1 6.4 165 1 ς 6 A + 0.8%CE2 5.7 225-200 2 7 C + 0.8%CE2 3.7 200 8 C + 0.8%CE2 6.3 200 L 9 E + 0.8%CE2 4.9 225-200 A 1 ft 10 B + 1.2%CE2 8.2 225-200 2 11 D + 2%CE2 8 225-200 2 對氣缸及擠壓機頭部之擠壓溫度。當僅給定一個值時，這些溫 (請先闕讀背面之注意事項再填寫本頁) 、·§τ 气經濟部中央標準局員工消費合作社印製度是相同的。在掩壓機之起始區内，溫度大約為15〇。〇樣品1並未膨脹，可能由於擠壓機溫度太低（16〇〇c)及類似原因，同樣地，樣品5作有限之膨脹（僅5%)。具有膨脹塗層之纜線接著利用傳統擠壓方法批覆上以可變厚度（見表 3)之 MDPE(CE 90-Materie PUstiche Bresciane)製成的一個傳統覆套，而得到具有表3中所定義之特性的規線樣品。其中聚合趙並未膨脹之缆線編號1被本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210x297公楚〉 27 405126 A7 Η 7 五、發明説明（25 拿來與非膨脹聚合艎塗層作比較。為了加以比較，表3亦提供了缺乏膨脹填料且僅批覆外覆套之纜線（纜線編號〇) 的特性表3:塗層特性規線編號 ο 11 012345678911 填料膨脹度填料厚^---覆套以 ——^_(mm) 118 5 2 9 3 8 2 3645352278 3 5 5 • · ♦ 014123223244 2 33333322222 2_ 於類似上述的一個方法中，利用撓性模數大約為60 MPa、並由調配了大約30%之EPR橡膠的聚丙烯所構成# 一個膨脹聚合體，製備出另外6個纜線樣品，如表4中所六 (範例12-17)。表4亦提供了具有膨脹塗層但缺乏外覆套戈纜線的比較範例（範例16a及17a)。表4:塗層特性；---：—-,<-------ΐτ------f. • I -. . (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製現線編號

填料$脹度填料厚度覆套厚度 ---(mm) fmm、 7 4 12626644 72115588 32322222 9 δ 12 12 2 - 2 本紙張尺度適用中國國家標孪（CNS ) Α4規格（210Χ297公楚） 28 A7 B7 五、 405126 發明説明（26 ) 篦例二衝擊強廑試驗為了算出範例1所製備之纜線的衝擊強度，則於纜線上進行衝擊試驗，隨後評估損壞情形。衝擊結果係藉由纜線之目視分析和測量半導體材料塗層於衝擊點處之推桿強度兩者而算出。衝擊試驗係根據法國標準HN 33_s_52，其係利用從27 cm之高度將一 27 kg之法碼落下，而將大約72 焦耳（J)的一個衝擊能作用在纜線上。關於目前之試驗，這種衝擊能已經改由從97 Cm的一個高度使8 kg之法碼落下而產生。法碼之衝擊端具有一個v_形圓邊衝頭（曲率半徑為1 mm)。為了達成本發明之目的衝擊強度係於單次衝擊中完成。關於樣品6-12,試驗係在與第一次試驗相距大約100 mm的一個距離處重複第二次。推桿強度係根據法國標準HN 33-S-52測量，根據該標準而測出為使外半導體層與絕緣層分離所需施加的力量。藉由連續地量測此力量，則可於衝擊發生處量出力量峰值。對於每個試片而言，於衝擊點處，有一個，’正，，力量峰值被測出，其係對應於分離兩層所需之增加力量（對平均值），以及一個’，負，’力量峰值（對平均值減少由測出的最大 (Fmax)與最小（Fmin)力量峰值之間的差異可得到衝擊點處之推桿強度的最大變量》推桿強度之變化因而藉由判定上述差異（Fmax Fmin) 與測到的纜線平均推桿強度值之間的百分比根據下列關係式計算出： * - — * 、-1T"'I - - J {請先凋讀背面之注意事項再填寫本頁} · , 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ------------Η 7 五、發明説明（27 ) — %變化=l〇〇(Fmax-Fmin)/F<> 於衝擊點處測得之此力的變化大小係相對於沿著纜線測到的平均值，因此提供了由膨脹塗層所提供之保護程度的一項指標。一般而言，高達20-25¾之變化被認為是可接受的。表5提供了樣品〇_ 17a之推桿強度變化值。表5:推桿強度變化

從表3中可看出，對於樣品丨（沒有膨脹）而言，推桿強度之百分率變化非常高，這表示非膨脹聚合體顯然較一層具有相同厚度之同一膨脹聚合體（見樣品3，具有61%之膨脹塗層）具有較低的衝擊吸收能力。樣品3繪示了推桿強度之變化稍高於25%之極限值，相對於其他2_3 mm厚之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ^---_-Iί,-------ΪΤ------^ I --- (誚先別讀背面；之注意事項再填寫本頁) 30 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __405126 。五、發明説明（28 ) ~' 而言，由樣品所提供的有限衝擊強度主要可歸因於僅1 mm 之塗層厚度》由於聚合體之低膨脹度（5%),膨脹塗層厚度為3 mm 之樣品5具有高推桿強度值，因此證明了具有低膨脹度之塗層提供了有限之衝擊強度。樣品4雖然其膨脹材料之厚度小於樣品5之膨脹材料厚度（2.5 mm對3 mm),還是具有較高的衝擊強度，與樣品5之12%比較起來，其推桿強度變化為13%，藉以證明了較高之膨脹度提供較高衝擊強度的事實。比較樣品13與樣品15，可以看出對於相同層厚之膨脹材料及外覆套而言，聚合體膨脹度之增加（從22到124%)是如何伴隨著塗層衝擊強度之增加（從16-17%增加到10%之推桿強度變化）》此傾向可藉由比較樣品16與樣品17而得到證明。然而，藉由比較樣品16a及17a(無外覆套）與各自的樣品16及17，則可看出外覆套對衝擊保護性之貢獻是如何隨著膨脹度的增加而增加。 •笔例三與鎧裝纜線之衝整強廑比敍試驗规線編號10已經對傳統鐘裝缆線作過比較試驗以證明膨脹塗層之衝擊強度效能。鐘裝規線與规線編號10具有相同之芯線（亦即厚度大約14 mm、批覆有一層0.5 mm之半導體材料、一層以EPR 為基底的一個3 mm絕緣混合體層、以及另一層以加了炭黑之EVA為基底的一個0.5 mm”易剝離”半導趙材料之多絲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----：---^-Iί,-------IT------1 _ - -.- (請先別讀背面之注意事項再填寫本頁) 31 405126 a7 五、發明説明（29 ) 導體，整個芯線厚度大約為22 mm)。該芯線係利用下列物體從纜線内部朝外部環繞： a) —層大約0.6 mm厚之橡膠底填料； b) —個大約0.6 mm厚之PVC覆套； c) 兩個大約0.5 mm厚之鎧裝鋼帶； d) —個大約2 mm厚之MDPE外覆套。為了作比較試驗，使用了一部’’落錘”式動態試驗機 (CEAST，mod.6758)。將一個11 kg法碼分別從50 cm之高度 (大約54焦耳之衝擊能）及20 cm之高度（大約21焦耳之衝擊能）落下，而完成兩組試驗，法碼於其衝擊端具有半徑大約10 mm的一個半球形頭部。所造成之纜線變形繪示於第4及5圖中（分別為50 cm及 20 cm之高度，其中本發明之纜線以a表示，而傳統鎧裝纜線以b表示）。芯線之變形已被測出，以評估纜線結構之損壞。事實上，半導體-絕緣體-半導體覆套之更高變形更可能導致纜線絕緣特性中的電缺陷。茲將此結果示於表6中。表6:半導體層於衝擊後之厚度減少％傳統鎧裝纜線中纜線編號10中 50 cm高度衝擊 41% 26.5% 20 cm高度衝擊 4.4% 2.9% 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 從表6中所示之結果可以清楚得知，本發明之纜線較傳統鎧裝纜線具有更佳的衝擊強度性能。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（2丨0'〆297公釐） 32 A? 405126 B7 五、發明説明（3〇 ) 元件標號對照 1 導體 2 内半導體塗層、外聚合體覆套 3 絕緣層 4 外半導體層、導體、金屬屏蔽 5 金屬屏蔽、絕緣體 6 外聚合體覆套 7 金屬線 8 内聚合體覆套.、外半導體層 9 填料、内半導體層 10 膨脹聚合體材料 10a 凸緣 -----1 -II ...... . ----- .-.^- - I - - - - - - 一—► -- (請先閲讀背而-之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 33

Claims

經濟部智慧財產局員工消费合作社印製第87107461號專利申請案申請專利範圍修正本修正日期：88年12月 1. 一種電力輸送纜線，其包括有 a) —個導艘， b) 至少一層致密絕緣塗層，配置在該導體周圍；以及 c) 一個以膨脹聚合體材料製成的塗層，配置-在該致密絕緣塗層周圍， · 其中該聚合體材料具有預定之機械強度性質和預定之膨脹度，而使該纜線具有抗衝擊性質。 2. 如申請專利範圍第1項之纜線，其中膨脹聚合體材料之塗層係由在膨脹前於室溫下根據ASTM標準D790測得具有200 Mpa以上的一個撓曲模數之聚合體材料製成。 3·如申請專利範圍第1項之纜線，其中該撓性模數係介於 400 MPa和 1800 MPa之間。 4. 如申請專利範圍第1項之纜線，其中該撓性模數係介於 600 MPa和 1500 MPa之間。 5. 如申請專利範圍第1項之纜線，其中該聚合體材料之膨脹度係從大約20%到大約3000%。 6. 如申請專利範圍第1項之纜線，其中該聚合體材料之膨脹度係從大約30%到大約500%。 7. 如申請專利範圍第1項之纜線，其中該聚合體材料之膨脹度係從大約50%到大約200%。 8·如前述申請專利範圍第1至7項中任一項之纜線，其中本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） J---^---Λ------·ΙΊ訂--------線 -- (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 _405126_§_ 六、申請專利範圍該膨脹聚合艘材料之塗層厚度，為0.5 mm。 I 9. 如前述申請專利範圍第1至7項中任一項之纜線，其中該膨脹聚合體材料之塗層厚度介於1和6 mm之間。 10. 如前述申請專利範圍第丨至7項中任一項之纜線，其中該膨脹聚合體材料之塗層厚度介於2和4mm之間。 11 ·如申請專利範圍第〗項之纜線，其中該膨脹聚合體材料係從聚乙烯（PE)、低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE) 、高密度PE(HDPE)以及線性低密度PE(LLDPE);聚丙烯（PP);乙烯-丙烯橡膠（EPR)、乙烯-丙烯異量分子聚合物（EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物（EpDM);天然橡膠；丁基橡膠；乙烯/乙烯基醋酸（EVA)異量分子聚合物；聚苯乙烯；乙烯/丙烯酸異量分子聚合物、乙烯/甲基丙烯酸（EMA)異量分子聚合物、乙烯/乙基丙稀酸（EEA)異量分子聚合物、乙烯/ 丁基丙烯酸（Eba)異量分子聚合物；乙烯/ α-烯異量分子聚合物；丙烯清-丁一稀-笨乙稀（ABS)樹脂；鹵化聚合物、聚氣乙稀（pvc) ;聚亞胺酯（PUR);聚珠胺；芳香多元酯、聚乙稀對苯二甲酸（PET)、聚丁烯對笨二甲酸（pbt);以及異量分子聚合物或其等之機械性混合物挑選出。 12.如申請專利範圍第1項之纜線，其中該膨脹聚合體材料係一種以PE及PP兩者、或其中任何一方為基底之聚烯或異量分子聚合物。 13 ·如申請專利範圍第1項之纜線，其中該膨脹聚合體材料係一種以PE及PP兩者、或其中任何一方為基底，並與 -2- 本ϋ尺度適时闕家標準（CNS)A4規格⑵G X 297公麓)-------- -------·---：---------ΓΓ 訂---··-----線丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο ι 5 ο 4 8 0088 ARCD 六、申請專利範圍乙婦-丙稀橡膠調配之聚締聚命物或異量分子聚合物。 14. 如申請專利範圍第13項之纜線，其中該膨脹聚合體材料為與乙烯-丙烯橡膠（EPR)調配之聚丙烯，pp/EPR之重量比介於90/10和50/50之間。 15. 如申請專利範圍第項之纜線，其中該pp/EpR之重量比介於85/15和60/40之間。 16. 如申請專利範圍第項之纜線，其中該pp/EpR之重量比大約為70/30。 17. 如申請專利範圍第12項之纜線，其中以pe及pp兩者、或其中任何一方為基底之該聚稀聚合物亦含有一預定量的粉末狀硫化橡膠。 1 8.如申請專利範圍第17項之纜線，其中該預定量的粉末狀硫化橡膠佔聚合體重量的10%和60%之間。 19·如申請專利範圍第1項之纜線，其中該纜線包括有一個外聚合體覆套。 20. 如申請專利範圍第19項之纜線，其中該覆套係與該膨脹聚合體塗層接觸。 21. 如申請專利範圍第19或20項之纜線，其中該覆套之厚度大於0.5 mm。 22. 如申請專利範圍第19或20項之纜線，其中該覆套之厚度介於1和5 mm之間。 23·—種使電力輸送纜線具有衝擊強度之方法，其包括有將該纜線批覆一層膨脹聚合體材料。 24.如申請專利範圍第23項之方法，其亦包括有將該膨脹本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i .Λ------ί-丨訂--------線· I 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 C 一 Λ J 88800 ABCD 六帑請專利範圍〆》: 塗層包上一個外聚合體覆套》 I 25. —種計算具有至少一絕緣層的一條纜線衝擊強度之方法，其包括有： a) 測量該絕緣層之平均推桿強度； b) 使纜線受到一預定能量之衝擊； c) 測量該絕緣層於衝擊點處之推桿強度； d) 防止衝擊點處測到的平均推桿強度與推桿強度之間的差異小於一預定值。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中推桿強度係於絕緣塗層與外半導體塗層之間測得》 27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中平均推桿強度與衝擊點處測到的平均推桿強度之間的差異小於25% » (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^------*1· I 訂---1----•線— I If · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）