IT8922721A1 - Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni (irradiazione) - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione dal titolo:

CAVO PER BASSE TENSIONI CON ISOLANTE PERFEZIONATO, RETICOLATO MEDIANTE BOMBARDAMENTO DI ELETTRONI (IRRADIAZIONE)

RIASSUNTO

"Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" avente un conduttore individuale (11) isolato con un composto d1 PVC sovraccaricato con carica minerale; l?isolante (12) e? rivestito da una pelle (13) ottenuta con una mescola termostabile a base di PVC,contenente oltre a ci?? perlomeno un plastificante ed un agente di reticolazione.

La presente invenzione si riferisce ad un perfezionamento ai cavi per basse tensioni aventi un conduttore individuale, isolata con una mescola a base di cloruro di polivinile (PVC), che e? il polimero di base piu? usato nel settore dei cavi per impieghi civili.

Nell'attuale stato della tecnica, questi cavi vengono generalmente prodotti tenendo presente soprattutto la massima economicit??, purch?? compatibile colle caratteristiche elettriche, meccaniche e di invecchiamento stabilite dalle vigenti leggi.

Oa questo discende che l?isolante dei cavi per uso civile e? sempre realizzato con mescole aventi un contenuto di cariche minerali estremamente elevato, potendo questa raggiungere fino a 30 parti in peso per 100 parti in peso di resina.

L?isolante dei cavi per basse tensioni in uso fino ad oggi,presenta sempre,a causa dell?elevato tenore di carichi minerali, una superficie abbastanza ruvida, ? cui elevato coefficiente di attrito costituisce un ostacolo allo scorrimento a causa degli attriti che si creano al contatto con la superficie interna delle canalizzazioni. Oltre a questo, nonostante la presenza delle cariche minerali, il contenuto di cloruro di polivinile rimane sempre elevato in relazione alla relativa carica minerale. Il cloruro di polivinile e? termoplastico e,1n caso di surriscaldamento, si fonde, scoprendo il conduttore, con seri rischi di corto circuito.

L?invenzione ha finalit?' di perfezionamento, conservando pari caratteristiche elettriche, ogni altra propriet?? dei cavi civili utilizzati fino ad oggi, eliminando gli inconvenienti pur conservandone 1'economicit?'.

L?invenzione mostra un cavo il cui isolante,nonostante contenga un?elevata carica minerale molto superiore alle consuete concentrazioni allo stato attuale della tecnica, possiede una struttura tale da poter offrire elevate caratteristiche meccaniche, un coefficiente estremamente basso di attrito, elevata resistenza al fuoco, e che sia facilmente spelabile e quindi di facile installazione, permettendo inoltre un?alta affidabilita? in caso di surriscaldamento.

Piu? precisamente, l?aggetto dell?invenzione e? costituito da un cavo per basse tensioni, avente un conduttore formato da uno o piu? fili uniti o compressi tra di loro e rivestito da un isolante realizzato con una mescola a base di cloruro di polivinile contenente, questa, almeno una carica minerale ed un plastificante, caratterizzato dal fatto che questa carica minerale e? contenuta nella mescola nelle proporzioni di 40 a 500 parti in peso ogni cento parti in peso di cloruro di polivinile, ed essendo il detto plastificante nella mescola in proporzioni di 60 a 120 parti 1n peso ogni 100 parti in peso di cloruro di polivinile, una pelle reticolata per irradiazione che riveste la superficie dell?isolante che presenti uno spessore da 5 a 30% lo spessore di detto isolante,e essendo questa pelle costituita da una miscela a base di cloruro di polivinile termostabile e contenente perlomeno un plastificante nelle proporzioni di 10 a 40 parti in peso ogni 100 parti il peso del cloruro di polivinile, oltre ad un agente di reticolazione nella proporzione da 0,5 a 20 parti in peso ogni 100 parti del peso del cloruro di polivinile.

I disegni annessi mostrano, a titolo di esemplo non limitativo, un modo di realizzazione pratica dell?invenzione e, piu? precisamente:

- figura 1 mostra schematicamente una vista in prospettiva di un frammento di cavo come da invenzione; - figura 2 : mostra un percorso di test per cavi di uso civile.

Il cavo (10) per bassa tensione Illustrato nella figura, contiene un conduttore costituito da un singolo filo, ma potrebbe benissimo contenere una pluralit?? di fili uniti o compressi tra di loro.

II conduttore (11) e?coperto da un isolante (12) estruso su di esso.

L?isolante e' costituito da una miscela a base di cloruro di polivinile, contenente perlomeno una carica minerale e plastificante.

La carica minerale e? contenuta nella mescola nelle proporzioni di 40 a 500 parti in peso ogni 100 parti in peso di cloruro di polivinile.

Tra le sostanze aggiunte alla mescola, come carica minerale, sono preferibili le seguenti:

-carbonato di calcio nelle proporzioni preferenziali di 400 parti di peso per 100 parti 11 peso in PVC;

-carbonato d1 magnesio nelle proporzioni preferenziali di 400 parti di peso ogni 100 parti il peso di PVC;

-caolino calcinato nelle proporzioni preferenziali di 300 parti di peso ogni 100 parti di peso di PVC.

La mescola dell?isolante contiene, oltre a ci??, un plastificante nella proporzione di 60 a 120 parti di peso ogni 100 parti di peso del cloruro di polivinile.

Nel modo preferito di realizzazione, il plastificante e? contenuto nella proporzione di 100 parti 1n peso per 100 parti il peso del PVC.

L?isolante (12) e? coperto, in superficie,da una pelle o strato costituito da una miscela a base di cloruro di polivinile contenente perlomeno un plastificante.

Preferibilmente il plastificante e? diatile-esi1-ftalato (D.O.P.).

La quantit??del plastificante contenuto nella pelle va da 10 a 40 parti d1 peso ogni 100 parti il peso di PVC. Il suo contenuto preferenziale e? di 30 parti di peso ogni 100 parti il peso di PVC.

Ancora, contiene un agente di reticolazione per irradiazione dei gruppi chimici degli Acrilati o Cianurati nella proporzione di 0,5 a 20 parti in peso per 100 parti in peso di PVC. Il suo contenuto preferenziale e?del 10%.

Lo spessore di questa pelle rappresenta appena una piccola parte dello spessore dell?isolante, potendo essere contenuta tra il 5 ed il 30% di quest?ultimo, preferibilmente 15% dello stesso.

Si e? sorprendentemente osservato che nonostante la mescola dell?isolante sia ultracaricata, la struttura del cavo (10) comprensiva della pelle (13), presenta una resistenza alla trazione sufficiente per gli usi ai quali e? destinata, perche? gli sforzi meccanici che si hanno, per esempio durante l?avvolgimento nei rocchetti, sono assorbiti prevalentemente dalla pelle (13). Le caratteristiche elettriche di detto cavo sono buone.

La superficie esterna del cavo (10) risulta oltre a ci?? molto liscia ed estremamente brillante dovuto alla marcante presenza di cloruro d1 polivinile nella pelle (13), ragion per la quale il cavo assume un coefficiente di attrito estremamente basso in relazione a quello di cavi utilizzati fino ad oggi, permettendo quindi un trascinamento dolce e continuo all?interno delle canalizzazioni.

Un altro vantaggio offerto dal cavo (10) a? la facilita? di spelamento del conduttore (11), ovvero, l?ottenimento del distacco nitido dell?isolamento dal conduttore nelle operazioni di collegamento e finalizzazione. E? sufficiente tagliare circolarmente la pelle (13) e l?isolante (12) fino al conduttore (11) per sfilare un piccolo cilindro vuoto, corrispondendo la cavita? allo spazio lasciato dal conduttore, coomprensivo della pelle (13) e del sottostante strato di isolante al quale questa aderisce perfettamente essendo composta da una mescola con la stessa base di cloruro di polivinile.

Di accordo con l?invenzione, nel cavo in caso di surriscaldamento la fusione di cloruro di polivinile non lascerebbe mai scoperto il conduttore (11,dovuto alla presen za di un?elevata carica minerale che rimarrebbe compatta, impedendo la colata del PVC fuso mantenendolo a posto.

Il fatto che il cavo, di accordo con l?invenzione, a lato dell?elevato contenuto di cariche minerali presenti sempre una relazione sufficientemente elevata di plastificante-resina, contribuisce a conferire al cavo una buona flessibilit?' a freddo.

Un?altra propriet?? del cavo (10) e? un ottimo comportamento in termocompressione grazie alla struttura essenzialmente "minerale" della mescola e dovuto alla reticolazione ottenuta con la irradiazione per bombardamento di elettroni.

La struttura della mescola cui ci riferiamo, a forte carica minerale, contribuisce anche al miglioramento della conduttivit?? del cavo (10) 1n confronto alle formulazioni tradizionali ; ne consegue un raffreddamento piu? rapido del cavo.

Un altro vantaggio ottenuto mediante la reticolazione per bombardamento di elettroni (irradiazione), e? il significativo aumento della resistenza alla temperatura esterna conferito al materiale, dato che questo diventa un termostabile.

La miscela, secondo l?invenzione, nn contempla nessun impiego di pigmenti coloranti, soprattutto nell?isolante, diversamente da quanta si verifica nei piccoli cavi convenzionali, con rischi minimi quindi di decadimento delle caratteristiche di isolamento.

L?elevata presenza di cariche minerali rende il cavo (10) .inoltre, particolarmente resistente alla fiamma, visto che le elevate cariche oltre ad essere incombustibili migliorano la compatibilita? della resina PVC con la cloroparaffina.

Un altro vantaggio per il cavo (10) viene dalla buona impermeabilit?? della pelle (13) per come e? realizzata, la quale diminuisce notevolmente 1'assorbimento di acqua da parte dell'insieme.

I vantaggi dell?invenzione risultano piu? evidenti dai risultati ottenuti con un cavo avente un conduttore del diametro di 1,41 mm., coperto con un rivestimento dello spessore S=0,5 mm., dove S=Si Sp=Q,5 mm., dove Si (spessore Isolante) e Sp (spessore della Pelle).

Le miscele utilizzate per realizzare la pelle ed il rispettivo isolante sono descritte qui di seguito.

??1??

-Policloruro di vinile 100 parti in peso

-Di 2etile-esil ftalato 36 parti in peso

-Solfato tribasico di piombo 7 parti in peso

-Caolino calcinato 7 parti in peso -Stearato dibasico di piombo 0,5 parti in peso

-TMPTA 10 parti in peso

ISOLANTE

-Policloruro di vinile 100 parti in peso -Plastificante paraffinico

clorurato 100 parti in peso -Carbonato di magnesio 400 parti in peso -Stearato d1 calcio 10 parti in peso

Le prove effettuate sul cavo in questione presentarono i seguenti risultati:

-caratteristiche elettriche:

resistenza di isolamento di 0,2 M "omega"/Km misurata in acqua a 70 gradi C;

-resistenza alla fiamma:

"oxigen index" di 31. Il test e? stato realizzato con il metodo ASTM D 2863-70 in un cavo, dopo aver sfilato da questo ? conduttore;

-flessibilit?? a freddo:

ha superato i test conforme le norme CEI 20-11, qualit?? R edizione 1968 - si e? scelto questo tipo di prove poich?? e? tra i piu? rigorosi di quelli esistenti;

-coefficiente d?attrito estremamente basso:

si e?misurato effettivaniate lo sforzo necessario per tirare un piccolo fascio di tre cavi.aventi ciascuno dimensioni di 1,41mm. di diametro del conduttore con 0,7mm di spessore dell?isolante piu' la pelle, questa di 0,1mm , in un tubo convenzionale di PVC ruvido per un percorso (vedi fig.2) di 1 = 1 1+12+13+14= 6m, presentante tre angoli (alfa, beta, gamma) (dove alfa=beta=90 gradi e gamma=135 gradi), alfa e?I'angolo compreso tra 11 e 12, beta tra 12 e 1 3 e gamma tra 13 e 14. Gl1 angoli alfa e beta sono conformati secondo un arco avente raggio r=i0 cm. Lo sforzo necessario per la trazione e? di F= 2,5 Kg.

Il vantaggio e? notevole se pensiamo che per tirare un piccolo fascio di tre cavi di dimensione pari a quello in cui si e? effettuata l?esperienza, ma realizzato con due cavi di tipo tradizionale,e? necessario applicare una forza di 9 kg.

-assorbimento:

il cavo e? stato immerso in acqua a 100 gradi C per 24 ore. Al termine di questo periodo si e? verificato un assorbimento di 10 mg/cm2, valore da considerarsi altamente soddisfacente per un cavo avente un cosi? grande contenuto di carica minerale.

I dettagli di una realizzazione pratica dell?Invenzione potranno naturalmente variare conforme le necessita?, ma tutti entreranno nell?ambito dell?invenzione.

Claims (1)

1. R I V E N D I CAZ I O N I 1. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" avente un conduttore costituito da uno o piu fili uniti o compressi tra di loro, rivestito da un isolante realizzato con mescola a base di cloruro di polivinile, contenente anche una miscela d1 perlomeno una carica minerale ed un plastificante, caratterizzato dal fatto che la carica minerale e? contenuta nella mescola nelle proporzioni di 40 a 500 parti in peso ogni 100 parti in peso del cloruro d1 polivinile, una pelle (13) che riveste la superficie di detto Isolante (12), avente questa pelle (13) spessore da 5 a 30% lo spessore dell?isolante (12) e essendo costituita da un composto a base di cloruro di polivinile e contenente perlomeno un plastificante nella proporzione di 10 a 40 parti in peso per 100 parti in peso del cloruro di polivinile,oltre a contenere un agente di reticolazione nella proporzione d10,5 a 20 parti in peso ogni 100 parti di peso del PVC. 2. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la carica minerale e? composta da carbonato di calcio. 3. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato medi ante bombardamento di elettroni" Bras/42 come a rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il carbonato di calcio e? contenuto nelle proporzioni preferenziali di 400 parti di peso ogni 100 partidi peso del cloruro di polivinile. 4. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la carica minerale e?composta da carbonato di magnesio. 5. ?Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il carbonato d1 magnesio e? contenuto nelle proporzioni preferenziali di 400 parti di peso ogni 100 parti di peso del cloruro di polivinile. ?. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il plastificante contenuto nella mescola dell?isolante termofissa (12) e? presente nella proporzione di 100 parti di peso ogni 100 parti il peso del loruro di polivinile. 7. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che plastificante presente nella mescola che compone l?isolante (12) e? di - 2 - etile - esil - ftalato. ?. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni? come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella mescola formante la pelle (13), il plastificante e? contenuto nella proporzione di 30 parti di peso ogni 100 parti di peso di cloruro di polivinile. 9. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il plastificante presente nella mescola che compone la pelle di rivestimento (13) e? di 2- etil - esil - ftalato. 10. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezionato, reticolato mediante bombardamento di elettroni" come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l?agente di reticolazione nella mescola componente la pelle di rivestimento (13) e? TMPTA (Tri-Metil-Propano-Tri-Acrilato) od altro qualsiasi appartenente al gruppo chimico degli Acrilati o Cianurati. 11. "Cavo per basse tensioni con isolante perfezinato, reticolato mediante bombardamento di elettroni " come a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo spessore della pelle (13) e?del 15% lo spessore dell?isolante (12).