NL1014829C2 - Kabelband en werkwijze voor het vervaardigen van een kabelband. - Google Patents

Description

Titel: Kabelband en werkwijze voor het vervaardigen van een kabelband

De uitvinding heeft betrekking op een kabelband, gebaseerd op een vezelvlies, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke kabelband en op kabels, waarin een dergelijke kabelband verwerkt is.

5 Bij de vervaardiging van kabels, bijvoorbeeld voor telecommunicatiekabel, industriële (flexibele) kabel en energiekabel (midden-, hoog- en extrahoogspanning), wordt vaak een kabelband aangebracht tussen de geleder en de buitenmantel. De functie van deze band is vaak tweeledig, enerzijds het verschaffen van langswaterdichtheid 10 en anderzijds het opvullen van holle ruimtes in de kabel.

De langswaterdichtheid wordt daarbij verkregen door het opnemen van een in water zwellend materiaal, zwelpoeder, in het band, terwijl de vullende eigenschappen vaak verkregen worden door het aanbrengen van een schuim of schuimstructuur (cushioning).

15 De huidige typen kabelband voor deze toepassingen worden vrijwel altijd vervaardigd door twee lagen basisvlies met elkaar te verenigen, waarbij een laag zwelbaar poeder tussen de twee lagen aangebracht wordt. Voor het verkrijgen van het vullende effect wordt aanvullend veelal een derde laag basisvlies danwel een laag schuim op het samenstel gelamineerd. 20 Door dit grote aantal handelingen is de kostprijs van het materiaal veelal prohibitief hoog voor deze toepassingen.

Het is derhalve een van de doelstellingen van de uitvinding te voorzien in een kabelband, welke eenvoudig te produceren is, en naast vullende eigenschappen ook zwellende eigenschappen kan hebben.

25 De uitvinding betreft in een eerste uitvoeringsvorm een kabelband, gebaseerd op ten minste één vezelvlies, in welk vezelvlies ten minste 5 1014829 2 gew.%, berekend op het gewicht van het kabelband, van geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes en desgewenst een effectieve hoeveelheid van een met water zwelbaar poeder op genomen is.

Verrassenderwijs is gebleken, dat een dergelijke kabelband, 5 waarbij de microbolletjes en het bij voorkeur aanwezige zwelpoeder in het vlies aanwezig zijn, in plaats van alleen op het oppervlak ervan, eenvoudig in een stap te produceren is, terwijl de kwaliteit minstens even goed, zo niet beter is dan de gangbare producten die in aan aantal aparte stappen vervaardigd worden uit een aantal afzonderlijke lagen. io In een verdere uitvoeringsvorm wordt het kabelband volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat het verkrijgbaar is door het vervaardigen van een basisvlies, het aanbrengen van een bindmiddel in het vlies, en het binden van het vlies door drogen en uitharden van het bindmiddel, waarbij de niet geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes en desgewenst het 15 met water zwelbare poeder op enig moment voorafgaand aan het drogen en uitharden van het bindmiddel in het basisvlies opgenomen worden, en de microbolletjes tijdens of na het drogen en uitharden van het bindmiddel geëxpandeerd worden.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het 20 vervaardigen van de kabelband, door het vervaardigen van een basisvlies, het aanbrengen van een bindmiddel in het vlies, en het binden van het vlies door drogen en uitharden van het bindmiddel, waarbij het met water zwelbare poeder en niet geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes op enig moment voorafgaand aan het drogen en uitharden van het bindmiddel 25 in het basisvlies opgenomen worden, en de microbolletjes tijdens of na het drogen en uitharden van het bindmiddel geëxpandeerd worden.

Het is bijzonder verrassend, dat men dit vlies op zo eenvoudige wijze kan vervaardigen, terwijl tot op heden in de praktijk altijd meerstaps processen gebruikt worden, met de inherente problemen daarvan.

1014829 3

Het band volgens de uitvinding is in de meest eenvoudige vorm opgebouwd uit twee of drie componenten. Het basisvlies waar van uitgegaan wordt is een standaard basisvlies, afkomstig uit een kaardmachine of spunbondmachine, voor het vervaardigen van non-woven vliezen. Ook kan 5 men een geweven vlies gebruiken.

De vezels van het basisvlies zijn gekozen uit natuurlijke vezels en synthetische vezels of een combinatie daarvan. Meer in het bijzonder past men polyestervezels, acrylvezels, glasvezels, koolstofvezels, polyamidevezels, aramidevezels en mengsels van twee of meer van deze 10 typen vezels, toe. Het gewicht van het basisvlies kan binnen ruime grenzen variëren, afhankelijk van de toepassing. Gangbare gewichten zijn vanaf 10 g/m2, tot 100 g/m2. Tijdens de vervaardiging wordt het vlies gebonden met een bindmiddel, dat na drogen en uitharden de structuur aan het band geeft. Gangbare bindmiddelen zijn polyacrylaten, styreen butadieen rubbers 15 en vinylacetaat homo- en copolymeren.

De geëxpandeerde thermoplastische microbolletjes vormen de tweede groep en betsaatn uit een thermoplastische huid, met daarin een gas. Deze microbolletjes worden verkregen door niet-geëxpandeerde bolletjes, voorzien van een blaasmiddel tot de juiste temperatuur te 20 verhitten waarbij ze expanderen. Dergelijke microbolletjes zijn onder meer in de handel verkrijgbaar onder de naam Expancel™ van Akzo-Nobel. Als thermoplastisch polymeer wordt veelal een acrylonitril polymeer gebruikt, met een organisch materiaal als blaasmiddel (bij voorbeeld isobutaan). De diameter en de hoeveelheid microbolletjes bepalen samen met de dikte in 25 sterke mate de vullende eigenschappen van het band. Het band is bij voorkeur 0.2 tot 5 mm, meer in het bijzonder 0.25 tot 3 mm dik. De hoeveelheid microbolletjes bedraagt minimaal 5 gew. % en ligt bij voorkeur tussen 5 en 85 gew.%.

De microbolletjes worden bij voorkeur toegevoegd aan de standaard 30 binderreceptuur samen met speciale hulpstoffen, hetgeen bewerkstelligt dat 1 -1 4 de niet geëxpandeerde bolletjes homogeen verdeeld zitten en blijven zitten in het geïmpregneerde vlies.

Bij verwarmen van de microbolletjes zal vanuit het inwendige van het vlies de vezel mee vervormen (dikker worden) en zodoende zijn 5 cuhsioning (dikte, volume en vóóral verende eigenschappen verkrijgen.

De derde component is een in water zwelbaar poeder, ook wel 'super absorber' genoemd. Deze materialen worden al veel toegepast in kabelband, en behoeven derhalve geen verdere toelichting.

Het zwelpoeder wordt liefst bovenop het vlies gestrooid en bedekt 10 de toplaag: de binder aan het oppervlak zal als hechtmedium dienen.

Naast deze hoofdcomponenten bevat het vlies eventueel nog andere hulpstoffen, zoals geleidende of half geleidende materialen (roet). Met name voor het vervaardigen van geleidende of halfgeleidende (afschermende) banden is het gewenst dit soort componenten op te nemen. Ook kan men dit 15 effect verkrijgen door het op geschikte wijze opnemen van geleidende vezels in het vlies.

De uitvinding heeft ook betrekking op kabel, meer in het bijzonder op telecommunicatiekabel, industriële (flexibele) kabel en energiekabel (midden-, hoog- en extrahoogspanning), vervaardigd onder toepassing van 20 het kabelband volgens de uitvinding.

Het kabelband wordt vervaardigd met behulp van conventionele apparatuur, welke slechts aangepast behoeft te worden voor het aanbrengen van de microbolletjes en het zwelpoeder.

In de bij gevoegde figuren wordt een aantal mogelijkheden voor 25 deze vervaardiging gegeven. Dit zijn voorbeelden van mogelijke uitvoeringsvormen, zonder echter daartoe beperkt te zijn.

Alle getoonde varianten zijn gebaseerd op een conventionele kaardmachine, welke een bovenvlies 1 en een ondervlies 2 produceren, welke bij 5 aangedrukt en verenigd worden. Het vlies wordt vervolgens met 30 een schuimfoulard 3 voorzien van bindmiddel, waarin de nog niet 1 0U829 5 geëxpandeerde microbolletjes gedispergeerd zijn, waarna het vlies in een niet getoonde droger gedroogd en uitgehard wordt.

In de eerste methode wordt het zwelpoeder bij 4 op het ondervlies gestrooid.

5 De microbolletjes worden bij deze methode via het bindmiddel in het vlies opgenomen, terwijl de zwelpoederdeeltjes in en op het vlies gebonden worden met het bindmiddel. In of na de droger expanderen de' microbolletjes. Afhankelijk van de gewenste leveringsvorm wordt het vlies vervolgens op de gewenste breedte gesneden, welke veelal tussen 0, 5 en 10 10 cm ligt. Het is ook mogelijk dat dit snijden pas bij de kabelfabrikant geschiedt.

In een tweede methode wordt het ondervlies eerst met schuim gebonden in de foulard, waarna men het poeder er op strooit, gevolgd door verenigen met het bovenvlies 1 en aandrukken 5. De rest van de 15 behandeling is als hierboven voor methode 1 beschreven.

Volgens een derde methode strooit men het poeder eerst na de foulard 3 op het vlies, gevolgd door aandrukken en het eventueel aanbrengen van een dun afdekvlies 6.

In de vierde variant worden zowerl bovenvlies 1 als ondervlies 2 20 afzonderlijk gebonden met foulards 3, waarna het ondervlies 2 bestrooid wordt met het poeder, samenvoegen en aandrukken bij 5 en verdere verwerking als bij de eerste methode.

Voor alle methoden geldt dat na het drogen eventueel nog gekalanderd kan worden, terwijl voor speciale varianten het in een stap 25 verkregen kabelband nog verder behandeld kan worden, bijvoorbeeld door samenvoegen van twee lagen, samenvoegen met een ander vlies, een scrim en dergelijk.

De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van een voorbeeld.

1 0 14 8 29 6

Een vezelvlies bestaande uit een polyestervezel met een gewicht van 27 g/m2 werd middels een schuimfoulard geïmpregneerd met 20 g/m2 van een polyacrylaat dispersie, waaraan niet geëxpandeerde microbolletjes, Expancel™ 007 (Akzo Nobel) met een deeltjesgrootte van 14 μιη toegevoegd 5 waren. 75 gew.% binder en 25 gew.% microbolletjes)

Direct na impregneren werd een hoeveelheid van 25 g/m2 zwelpoeder op het nog natte vlies gestrooid. Vervolgens werd het vlies gedroogd bij 130°C, waarbij enerzijds het bindmiddel uithardde en anderzijds de microbolletjes expandeerden. De dikte van het vlies nam 10 daarbij toe van 0,45 naar 1,2 mm.

In vergelijking met bestaande laminaten zonder schuimlaag, waren de beddingeigenschappen hierdoor 300% beter.

1014829

Claims (16)

1. Kabelband, gebaseerd op ten minste één vezelvlies, in welk vezelvlies ten minste 5 gew.%, berekend op het gewicht van het kabelband, van geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes en desgewenst een effectieve hoeveelheid van een met water zwelbaar poeder opgenomen is.

2. Kabelband volgens conclusie 1, verkrijgbaar door het vervaardigen van een basisvlies, het aanbrengen van een bindmiddel in het vlies, en het binden van het vlies door drogen en uitharden van het bindmiddel, waarbij de niet geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes en desgewenst het met water zwelbare poeder op enig moment voorafgaand aan het drogen en 10 uitharden van het bindmiddel in het basisvlies opgenomen worden, en de microbolletjes tijdens of na het drogen en uitharden van het bindmiddel geëxpandeerd worden.

3. Kabelband volgens conclusie 1 of 2, waarbij de hoeveelheid met water zwelbaar poeder ligt tussen 5 en 50 gew.% berekend op het gewicht 15 van het kabelband.

4. Kabelband volgens conclusie 1-3, welke een dikte heeft van 0.2 tot 5 mm, bij voorkeur 0,25 tot 3 mm.

5. Kabelband volgens conclusie 1-4, welke een breedte heeft van 0,5 tot 10 cm.

6. Kabelband volgens conclusie 1-5, waarin de hoeveelheid geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes ligt tussen 5 en 85 gew.%, berekend op het gewicht van het kabelband.

7. Kabelband volgens conclusie 1-6, waarbij de gemiddelde diameter van de geëxpandeerde thermoplastische microbolletjes ligt tussen 10 en 100 pm. 25

8. Kabelband volgens conclusie 1-7, waarin de vezels van het vezelvlies gekozen zijn uit de groep bestaande uit natuurlijke en synthetische vezels, meer in het bijzonder polyestervezels, acrylvezels, glasvezels, koolstofvezels, 1014329 polyamidevezels, aramidevezels en mengsels van twee of meer van deze typen vezels.

9. Kabelband volgens conclusie 1-8, waarin het vlies vullende eigenschappen heeft.

10. Kabelband volgens conclusie 1-9, waarbij het band geschikt is voor gebruik in telecommunicatiekabel, industriële (flexibele) kabel en energiekabel (midden-, hoog- en extrahoogspanning).

11. Kabelband volgens conclusie 1-10, waarbij het vlies niet-geleidend, half-geleidend of geleidend is.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van een kabelband volgens conclusie 1-11, omvattende het vervaardigen van een basisvlies, het aanbrengen van een bindmiddel in het vlies, en het binden van het vlies door drogen en uitharden van het bindmiddel, waarbij het met water zwelbare poeder en op enig moment voorafgaand aan het drogen en 15 uitharden van het bindmiddel in het basisvlies opgenomen worden, en de microbolletjes tijdens of na het drogen en uitharden van het bindmiddel geëxpandeerd worden.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij de niet geëxpandeerde, thermoplastische microbolletjes gedispergeerd worden in het bindmiddel en 20 tezamen met het bindmiddel in het basisvlies gebracht worden.

14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, waarbij het drogen en uitharden geschiedt bij een temperatuur van 120 tot 160°C, en het expanderen van de microbolletjes bij een temperatuur van 75 tot 200°C.

15. Kabel omvattende ten minste één geleider, een kabelband en een 25 isolatiemantel, waarbij als kabelband een kabelband volgens conclusie 1-11 toegepast wordt.

16. Kabel volgens conclusie 15, in de vorm van een telecommunicatiekabel, industriële (flexibele) kabel en energiekabel (midden-, hoog- en extrahoogspanning). 30 1014829