NO149025B - Fremgangsmaate for paafoering av et avrivbart ledende sjikt paa en isolert kabelleder - Google Patents

Description

I kabler der lederen er forsynt med en isolering av

ikke tverrbundet eller tverrbundet polyethylen, kan isoleringen være overtrukket med et avrivbart ledende sjikt bestående av en tverrbundet polymerkomposisjon, hvilken omfatter en sampolymer av ethylen og vinylacetat og videre kjønrøk og en organisk peroxyd. Det avrivbare sjikt påføres på lederisoleringen ved ekstrudering av en polymerkomposisjon i en ekstruderingsmaskin (strengsprøytemaskin) og gjennom en etterfølgende tverrbinding av polymerkomposisjonen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse har det vist seg mulig

å oppnå betydelige forbedringer av det avrivbare sjikts egenskaper samt å betydelig lette fremstilling av dette. Forbedringene oppnås ved at det organiske peroxyd tilføres polymerkomposisjonen når denne befinner seg i ekstruderingsmaskinen. Ved å tilføre peroxydet på denne måte kan man ved justering av tilført peroxyd-mengde til polymerkomposisjonen under ekstruderingen regulere egenskapene til det ledende sjikt slik at det får en etterstrebet avrivbarhet og ennvidere høy og jevn kvalitet. Rivholdfastheten hos materialet i sjiktet er i høy grad avhengig av tilført mengde peroxyd. Formingen av polymerkomposisjonen i ekstruderingsmaskinen kan lettes ved valg av et peroxyd som har smøremiddelvirkning på polymerkomposisjonen. Best mulig virkning i denne henseende oppnås ved anvendelse av et peroxyd som er flytende.

Et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse er videre

at den tillater anvendelse av en særdeles ren polymerkomposisjon. Ved at polymerkomposisjonen før formingen ikke inneholder noe peroxyd, kan man nemlig tillate at polymerkomposisjonen da antar tilstrekkelig høy temperatur til at den skal kunne filtreres.

Av samme grunn kan den også uten vanskelighet pelleteres, hvilket

er en avgjort fordel for ekstruderingsprosessen. At polymerkom-

posisjonen kan befris for forurensninger medfører at man i den ferdige kabel unngår forurensninger som i grensesjiktet mellom isolering og ledende sjikt kan gi høye lokale feltpåkjenninger.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilføres peroxydet

til polymermaterialet og blandes med dette innen polymermaterialet kommer til maskinens formningsdel der materialet smelter. Temperaturen i ekstruderingsmaskinen holdes lavere enn peroxydets spaltningstemperatur. Noen tverrbinding finner således ikke sted i ekstruderingsmaskinen. Den skjer først etter at det ekstruderte polymermateriale oppvarmes til en betydelig høyere temperatur.

Det er fra DE-OS 2 445 698 kjent å tilføre et peroxyd til et polymermateriale i en ekstruderingsmaskin, men da til-føres peroxydet til ekstruderingsmaskinens formningsdel umiddelbart før polymermaterialets utgang fra denne når polymermaterialet er smeltet. Peroxydet absorberes derved av det smeltede polymermateriale uten at noen fysikalsk blanding finner sted. Temperaturen i formningsdelen overstiger vesentlig spalt-ningstemperaturen for peroxydet, hvilket medfører at tverr-bindingen i det minste innledes i ekstruderingsmaskinen. Grunnen til at peroxydet tilsettes på denne måte i det kjente tilfelle, er for å gjøre det mulig å fremstille ekstruderte produkter av tverrbundet lavtrykkspolyethen. Hvis peroxydet skulle bli blandet i dette polymermateriale på konvensjonell måte før polymermaterialets tilførsel til ekstruderingsmaskinen, ville polymermaterialet på grunn av den nødvendige høye arbeids-temperatur som overstiger peroxydets spaltningstemperatur, bli tverrbundet allerede i ekstruderingsmaskinen og dermed umulig-gjøre fremstillingen.

Hvis det var tilgjengelig peroxyder som hadde en spaltningstemperatur som oversteg den nødvendige temperatur for ekstrudering av lavtrykkspolyethen, ville metoden ifølge DE-OS 2 445 698 ikke gi noen fordeler sammenlignet med konvensjonell ekstrudering, og ville således være uinteressant. Den gir tvert imot ulemper eftersom peroxydet ikke blir homogent for-delt og gir ikke et sluttprodukt med enhetlige egenskaper.

Det er også kjent fra US patentskrift 3 923 947 å tilføre peroxyd til en smeltet harpiks i en ekstruderingsmaskin umiddelbart foran ekstruderingsmaskinens formningsdel. Blandingen ekstruderes derved til et produkt som kappes til granulat. Disse granulater anvendes ved en senere fremstilling av gjenstander av tverrbundet polymer.

Foreliggende oppfinnelse angår nærmere bestemt en fremgangsmåte for med anvendelse av en ekstruderingsmaskin på en med isolering av ikke tverrbundet eller tverrbundet polyethylen forsynt kabelleder, påvire et ledende, avrivbart sjikt ved anbringelse av en polymerkomposisjon, hvilken inneholder et polymermateriale innbefattende en sampolymer av ethylen og vinylacetat,

og videre kjønrøk, og hvilket er forsynt med et organisk peroxyd, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at det organiske peroxyd tilføres polymerkomposisjonen når polymerkomposisjonen befinner seg i ekstruderingsmaskinen.

Sampolymeren av ethylen og vinylacetat inneholder fortrinnsvis 40 - 80 vekt% ethylen og 60 - 20 vekt% vinylacetat. Utover den nevnte sampolymer kan polymermaterialet inneholde en elastomer og/eller polyethylen. Begrepet polymermateriale omfatter således angitte sampolymer og eventuelt inngående øvrige polymerer, mens begrepet polymerkomposisjon omfatter polymermaterialet og øvrige tilsetninger med unntak av peroxyder. Mengden elastomer i polymermaterialet kan gå opp til 0-40 vektdeler og mengden av polyethylen likeledes til 0-40 vektdeler pr. 100 vektdeler sampolymer av ethylen og ethylacetat. Eksempler på anvendbare elastomerer er nitrilgummi, klorsulfonert polyethylen, ethylenpropylengummi, kloroprengummi, styren-butadiengummi, naturgummi, polyestergummi samt polyurethangummi. Tilsetningen av elastomer henholdsvis polyethylen gjøres i første rekke for å regulere vedheftningen av det avrivbare sjikt til lederisoleringen.

Mengden av kjønrøk oppgår hensiktsmessig til 5 - 100

og fortrinnsvis til 10 - 80 vektdeler pr. 100 vektdeler polymermateriale .

Mengden av peroxyd oppgår hensiktsmessig til 0,1 - 5

og fortrinnsvis til 1-4 vektdeler pr. 100 vektdeler polymermateriale .

Eksempler på egnede peroxyder er di-t-butylperoxyd, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexan, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexin-3, 2,2-bis(t-butylperoxy)-butan hvilke alle er flytende, samt blandinger av minst to av disse og blandinger av en eller flere av disse med en ellerflere andre organiske peroxyder slik som di-a-kumylperoxyd- di-(tert.-butylperoxy-isopro-pyl)-benzen, di-(tert.-butylperoxy)-trimethylcyclohexan, benzoyl-peroxyd, dimethyl-di(peroxybenzoat), tert.-butylperacetat, N-butyl-bis-(tert.-butylperoxy)-valerat, tert.-butylperbenzoat, di-klorbenzoylperoxyd, cumenhydroperoxyd, tert.-butylcumylperoxyd samt butancarbonsyre-n-butylester.

Polymerkomposisjonen kan inneholde fyllstoff, f.eks. kritt, kaolin, magnesiumsilikat, aluminiumsilikat, aluminiumoxyd, kvarts, talkum og bariumsulfat. Mengden av fyllstoff går hensiktsmessig opp til 0 - 200 og fortrinnsvis til 0 - 100 vektdeler pr. 100 vektdeler polymermateriale.

Videre kan polymerkomposisjonen inneholde konvensjonel-le tilsetninger blant annet i form av antioxydanter, f.eks. ketonaminer slik som polymerisert trimethyldihydrokinolin, og smøremiddel, f.eks. stearinsyre.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved beskrivelse av et antall utførelseseksempler under henvisning til vedfølgende tegning i hvilken fig. 1 skj-ematisk viser en anordning for fremstilling av en kabel ifølge oppfinnelsen og fig. 2 et tverrsnitt av den fremstilte kabel.

Eksempel 1

En polymerkomposisjon ble tilberedt ved at de nedenfor angitte komponenter ble knadd og valset sammen til en homogen masse, hvoretter massen formes til bånd eller granulat: 46,8 vektdeler éthylen-vinylacetat-sampolymer inneholdende 60

vektprosent ethylen og 40 vektprosent vinylacetat (slik som "Levapren 400" fra Farbenfabriken Bayer AG, Tyskland)

11,3 vektdeler kloroprengummi (slik som "Baypren 211" fra Farbenfabriken Bayer AG)

39,0 vektdeler kjønrøk avledende type (slik som "Vulcan XC-72"

fra Cabot Carbon Ltd. England)

0,6 vektdeler stearinsyre (smøremiddel)

0,6 vetkdeler alkylert difenylamin (antioxydant slik som "Nonox

OD" fra ICI., England)

1,7 vektdeler polymerisert trimethyldihydrokinolin (antioxydant,

slik som "Flectol" fra Monsanto Comp, USA)

Ved den senere beskrevne ekstrudering av polymerkomposisjonen tilføres 2,5 vektdeler di-t-butylperoxyd til polymerkomposisjonen når den befinner seg i ekstruderingsmaskinen. Vulkaniseringen utføres ved 220° C i løpet av noen minutter.

Eksempel 2

En polymerkomposisjon ble fremstilt ved at de nedenfor angitte komponenter ble knadd og valset sammen til en homogen masse, hvoretter massen ble formet til bånd eller granulat.

50,0 vektdeler ethylen-vinylacetat-sampolymer inneholdende 60

vekt% ethylen og 40 vekt% vinylacetat (slik som "Levapren 400")

12,6 vektdeler polyethylen (slik som "Alkathene 17/04/00" fra ICI)

34,5 vektdeler kjønrøk av ledende type (slik som "Vulcan" XC-72")

0,6 vektdeler stearinsyre (smøremiddel)

0,6 vektdeler alkylert difenylamin (antioxydant slik som "Nonox

OD")

1,7 vektdeler polymerisert trimethyldihydrokinolin (antioxydant,

slik som "Flectol")

Ved den senere beskrevne ekstrudering av polymerkomposisjonen tilføres 2,5 vektdeler 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexan til polymerkomposisjonen når den befinner seg i ekstruderingsmaskinen. Vulkaniseringen utføres ved 220° C i løpet av noen minutter.

Eksempel 3

En polymerkomposisjon ble fremstilt og ekstrudert som angitt i eksempel 1 med det unntak at det i stedet for den angitte ethylen-vinylacetat-sampolymer ble anvendt samme mengde av en ethylen-vinylacetat-sampolymer inneholdende 67 vekt% ethylen og 33 vekt% vinylacetat (slik som "Levapren 336").

Eksempel 4

En polymerkomposisjon ble fremstilt ved at de nedenfor angitte komponenter ble knadd og valset sammen til en homogen masse, hvoretter massen ble formet til bånd eller granulat.

45.8 vektdeler ethylen-vinylacetat-sampolymer inneholdende 60

vekt% ethylen og 40 vekt% vinylacetat (slik som "Levapren 4 00")

11.4 vektdeler klorsulfonert polyethylen (slik som "Hypalon 40"

fra E.I. du Pont de Nemours & Co., USA)

39.9 vektdeler kjønrøk av ledende type (slik som "Vlcan XC-72")

0,6 vektdeler stearinsyre (smøremiddel)

0,6 vektdeler alkylert difenylamin (antioxydant, slik som "Octamine" fra Rubber Regenerating Co, Ltd, England)

1,7 vektdeler polymerisert trimethyldihydrokinolin (antioxydant,

slik som "Flectol")

Ved den senere beskrevne ekstrudering av polymerkomposisjonen tilføres 2,5 vektdeler di-ti-butylperoxyd til polymerkomposisjonen når . denne befinner seg i ekstruderingsmaskinen. Vulkaniseringen utføres ved 160° C i løpet av noen minutter.

Eksempel 5

En polymerkomposisjon ble fremstilt og ekstrudert slik som beskrevet i eksempel 4 med den forskjell at i stedet for den der angitte klorsulfonerte polyethylen ble anvendt samme mengde nitrilgummi (slik som "Hycar 1042" fra NV Chemische Industri AKU-Goodrich, Holland).

Eksempel 6

En polymerkomposisjon ble fremstilt ved at de nedenfor angitte komponenter ble knadd og valset sammen til en homogen masse, hvoretter massen ble formet til bånd eller granulat.

80.5 vektdeler ethylen-vinylacetat-sampolymer inneholdende 60

.vekt% ethylen og 40 vekt% vinylacetat (slik som "Levapren 400")

15,6 vektdeler kjønrøk av ledende type (slik som "Ketjenblack EC"

fra Ketjen Carbon NV, Holland)

0,8 vektdeler stearinsyr (smøremiddel)

0,8 vektdeler alkylert difenylamin (antioxydant, slik som

"Nonox OD")

2,3 vektdeler polymerisert trimethyldihydrokinolin (antioxydant,

slik som "Flectol")

Ved den senere beskrevne ekstrudering av polymerkomposisjonen tilføres 2,5 vektdeler di-t-butylperoxyd til polymerkomposisjonen når den befinner seg i ekstruderingsmaskinen. Vulkaniseringen utføres ved 220° C i løpet av noen minutter.

Påføring av det avrivbare ledende sjikt kan skje på den måte som fremgår fra fig. 1. Lederen 10 rulles av fra en trommel 11 ved hjelp av avdragningsdonet 12 i form av to endeløse transportbånd og utstyres deretter på konvensjonell måte, f.eks. ved ekstrudering av en sampolymer av ethylen og ethylacrylat inneholdende kjønrøk, først med et ca. 0,5 mm lykt ledende sjikt 13 (fig.

2) i en ikke vist anordning og likeledes på konvensjonell måte ved ekstrudering deretter med en isolering 16 (fig. 2) av tverrbind-bart polyethylen i en annen ikke vist anordning. Den med isolering utstyrte leder passerer deretter gjennom vinkelhodet 17 på en ekstruderingsmaskin 18 for å omgis med et ca. 0,5 - 1 mm tykt avrivbart ledende sjikt 19 ifølge foreliggende oppfinnelse. Polymerkomposisjonen, som danner det ledende sjikt og kan ha hvilke som helst av de i eksempel 1-6 eksemplifiserte sammen-setninger, tilsettes i ekstruderingsmaskinens påfyllingstrakt 20. Et organisk peroxyd, eksempelvis av de i eksempel 1-6 angitte typer tilsettes separat via et særskilt rør 21, slik at polymerkomposisjonen og peroxydet blandes effektivt i ekstruderingsmaskinen. Temperaturen i ekstruderingsmaskinen holdes hensiktsmessig ved ca. 110° C. Isoleringen 16 samt det ledende sjikt 19 tverrbindes ved oppvarming av lederen med isolering og ledende sjikt i vanndamp med en temperatur på 220° C i røret 22. Opp-holdstiden for lederen under dens passasje av røret 22 er ca. 5-10 minutter. Fra damprøret går lederen med dens isolering og ledende sjikt via et vendehjul 23 til et kjølerør 24 der den trykkjøles med vann av romtemperatur. Den passerer deretter i tur og orden en vannlås 25 og en avtrekksanordning 26 i form av to endeløse transportbånd før den spoles opp på trommelen 27. Avrekksanordningen 12 og 26 samyirker slik at lederen holdes strukket under prosessen. Den således fremstilte kabeldel utstyres deretter på konvensjonell måte, eventuelt etter sammenkab-ling med andre kabeldeler, i det minste med en skjerm av metall og med en mantel av polymermateriale.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved påføring av et ledende, avrivbart sjikt på en kabelleder med en isolering av ikke tverrbundet eller tverrbundet polyethylen ved hjelp av en ekstruderingsmaskin, ved anbringelse av en polymerblanding som inneholder et polymermateriale hovedsakelig bestående av en copolymer av ethylen og opptil 60 vekt% vinylacetat, og ennvidere kjønrøk, og hvilken tilsettes et organisk peroxyd, karakterisert ved at det organiske peroxyd tilføres polymerblandingen når polymerblandingen befinner seg i ekstruderingsmaskinen, og at polymerblandingen tverrbindes ved oppvarmning av denne etter utløpet av ekstruderingsmaskinen.