PL215154B1 - Kabel elektryczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kabel elektryczny mający polimerową powłokę termoplastyczną wielowarstwową.

Z opisów patentowych US 5630003, US 6226431 oraz US 6229944 są znane kable optotelekomunikacyjne z różnego rodzaju włóknami światłowodowymi, mające elementy wzmacniające ich wytrzymałość, jednak w każdym przypadku powłoka kabli jest lita, to znaczy jest jednostrefowa i wytworzona w stosowanym powszechnie procesie wytłaczania powlekającego. Znany z polskiego opisu patentowego 161279 kabel optotelekomunikacyjny, posiada rdzeń w kształcie rozety mającej włókna światłowodowe, zabezpieczone powłoką zewnętrzną litą - jednostrefową z polietylenu, otrzymaną w standardowym procesie wytłaczania powlekającego. Jak podano w polskim opisie patentowym 161904 kable optotelekomunikacyjne jednoparowe lub wieloparowe, posiadają powłoki lite jednostrefowe z tworzywa termoplastycznego, zwłaszcza z polietylenu, wytworzone w znanym procesie wytłaczania powlekającego. Natomiast w polskim opisie patentowym 161905, jest przedstawiony kabel wzmocniony dwiema warstwami włókniny aramidowej oraz mający dodatkowo warstwę dystansową. Litą powłokę zewnętrzną jednostrefową tego kabla otrzymuje się w standardowym procesie wytłaczania powlekającego. Znana z polskiego opisu patentowego 165980 lita jednostrefowa powłoka kabla składa się z mieszaniny poliolefin szczepionych silanami, a wytwarza się ją w standardowym procesie wytłaczania powlekającego. W polskim opisie patentowym nr 176789 jest przedstawiona powłoka kabla lita jednostrefowa, składająca się z mieszaniny poliestrów, siloksanów oraz wodorotlenku magnezu. Otrzymuje się ją w znanym i stosowanym procesie wytłaczania powlekającego. W polskim opisie patentowym 177398 scharakteryzowano tworzywo przeznaczone na lite jednostrefowe powłoki kabli nanoszone w standardowym procesie wytłaczania powlekającego. Jest to tworzywo polichlorowinylowe z zawartością środków pomocniczych, szczególnie napełniaczy i stabilizatorów. Znana z polskiego opisu patentowego 185886 lita powłoka jednostrefowa kabla jest wytwarzana w standardowym procesie wytłaczania powlekającego z multimodalnej lub biomodalnej mieszaniny tworzyw olefinowych.

W polskim opisie patentowym 162596 przedstawiono rozwiązanie, w którym powłoka kabla, wytwarzana w procesie pudrowania lub nanoszenia z zawiesiny, jest porowata, jednolita i jednostrefowa. Znana z polskiego zgłoszenia patentowego P-376808 powłoka kabla jest porowata monopolimerowa, w przekroju poprzecznym w przybliżeniu symetryczna, trójstrefowa, wytwarzana w procesie wytłaczania powlekającego porującego. Powłoka zawiera strefę rdzenia, dwie strefy pośrednie oraz dwie strefy przypowierzchniowe, wszystkie ściśle określone i zlokalizowane.

Tak więc z przedstawionych rozwiązań patentowych w zasadzie dwa rozwiązania, to jest ujęte w polskim opisie patentowym 162596 i w polskim zgłoszeniu patentowym P-376808, dotyczą w pewnym stopniu przedmiotu niniejszego wynalazku. Wytwarzanie powłoki porowatej kabla, według opisu patentowego 162596, w procesie pudrowania, czy nanoszenia z zawiesiny, jest bardzo przestarzałe oraz mało wydajne. Wadą i niedogodnością tego rozwiązania jest to, że w jego rezultacie otrzymuje się powłokę kabla o niedopuszczalnie niskiej jakości, co jest związane z powstawaniem powłoki porowatej o strukturze przypadkowej z nieodzownymi osadami i nalotami na swej powierzchni. Powłoka porowata kabla, według polskiego zgłoszenia patentowego P-376808 jest jednowarstwowa, to znaczy że kabel jest pokryty tylko i wyłącznie jedną warstwą porowatą.

Istotą wynalazku jest kabel elektryczny mający polimerową powłokę termoplastyczną, zbudowaną z trzech makroskopowych warstw składowych, a każda z warstw posiada dwie mikroskopowe strefy przejściowe, który charakteryzuje się tym, że poszczególne makroskopowe warstwy (A, C, E) o grubości poniżej 1 mm oraz dwie mikroskopowe strefy zewnętrzne (F, J) o grubości mniejszej, odznaczają się strukturą jednofazową litą a pozostałe dwie mikroskopowe strefy wewnętrzne (G, H) o grubości mikrometrowej odznaczają się strukturą mikroporowatą i są wykonane z termoplastycznego poli(chlorku winylu) plastyfikowanego lub innego tworzywa polimerowego termoplastycznego. Korzystnie, po stronie przeciwległej mikroskopowej strefy (F) podpowierzchniowej litej, warstwy (A) zewnętrznej litej powłoki kabla elektrycznego tam, gdzie zapoczątkowują się mikropory, ma początek mikroporowata strefa (G) przejściowa pierwsza. Korzystnie, mikroporowata strefa (G) przejściowa pierwsza powłoki kabla elektrycznego kończy się w makroskopowej warstwie (C) środkowej mikroporowatej tam, gdzie mikropory są już całkowicie ukształtowane. W miejscu makroskopowej warstwy (C)

PL 215 154 B1 środkowej mikroporowatej powłoki kabla elektrycznego, w którym mikropory zaczynają zanikać ma początek mikroporowata strefa (H) przejściowa druga. Po stronie przeciwległej mikroporowatej strefy (H) przejściowej drugiej nadpowierzchniowej warstwy (E) wewnętrznej makroskopowej litej tam, gdzie bezpośrednio kontaktuje się ona z metalowym przewodem elektrycznym, korzystnie kołowym o średnicy D kabla elektrycznego, ma mikroskopową strefę (J) nadpowierzchniową litą.

Kabel elektryczny korzystnie ma polimerową powłokę termoplastyczną wytwarzaną w procesie technologicznym powlekającego współwytłaczania mikroporującego.

Zaletą kabla mającego polimerową powłokę termoplastyczną wielowarstwową, według wynalazku, jest jej budowa, powodująca zmniejszone o 30 + 40% zużycie polimeru potrzebnego do wytworzenia powłoki. Powłoka odznacza się zmodyfikowanymi korzystnymi właściwościami fizycznymi i eksploatacyjnymi, w porównaniu z właściwościami powłoki litej, wykonanej z tego samego polimeru, między innymi dobrą wytrzymałością dielektryczną, czyli odpornością na przebicie oraz oczekiwaną wytrzymałością mechaniczną, jak również polepszonymi cechami montażowymi instalacji elektrycznych. Charakteryzuje się również korzyściami technologicznymi w procesie powlekającego współwytłaczania mikroporującego, a mianowicie mniejszym zużyciem energii elektrycznej i większą prędkością procesu wytłaczania w stosunku do znanych technologii wytwarzania kabli.

Kabel elektryczny jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który pokazuje wycinek przekroju poprzecznego kabla mającego powłokę, na przykład z polichlorku winylu plastyfikowanego. Powłoka ta o grubości P = 0,67 mm została wytworzona w procesie powlekającego współwytłaczania mikroporującego, otaczając centrycznie metalowy przewód prądowy kabla MPPK o średnicy D = 0,89 mm. Warstwa zewnętrzna powłoki o grubości A = 0,2 mm, kontaktująca się z otoczeniem B kabla jest lita. Warstwa środkowa powłoki o grubości C = 0,37 mm jest mikroporowata. Warstwa wewnętrzna powłoki, przywarta adhezyjnie do powierzchni metalowego przewodu prądowego kołowego, ma grubość E = 0,1 mm i jest lita. Tam, gdzie warstwa A zewnętrzna kontaktuje się bezpośrednio z otoczeniem B znajduje się strefa podpowierzchniowa o grubości F = 15 μm lita, ale o strukturze odmiennej od pozostałej części tej warstwy. Mikropory rozpoczynają się pod koniec strony przeciwległej warstwy A zewnętrznej i przybierają formę ukształtowaną na początku warstwy C środkowej, tworząc strefę przejściową pierwszą o grubości G = 20 μm. Mikropory zaczynają zanikać pod koniec przeciwległej strony warstwy C środkowej i kończą zanikanie na początku warstwy E wewnętrznej litej - w ten sposób powstaje strefa przejściowa druga o grubości H = 15 μm. W obszarze, gdzie warstwa E kontaktuje się z metalowym przewodem prądowym kabla MPPK, tworzy się strefa nadpowierzchniowa lita o grubości J = 12 μm.

Claims (6)

1. Kabel elektryczny mający polimerową powłokę termoplastyczną, zbudowaną z trzech makroskopowych warstw składowych, a każda z warstw posiada dwie mikroskopowe strefy przejściowe, znamienny tym, że poszczególne makroskopowe warstwy (A, C, E) o grubości poniżej 1 mm oraz dwie mikroskopowe strefy zewnętrzne (F, J) o grubości mniejszej, odznaczają się strukturą jednofazową litą, a pozostałe dwie mikroskopowe strefy wewnętrzne (G, H) o grubości mikrometrowej odznaczają się strukturą mikroporowatą i są wykonane z termoplastycznego poli(chlorku winylu) plastyfikowanego lub innego tworzywa polimerowego termoplastycznego.

2. Kabel elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że po stronie przeciwległej mikroskopowej strefy (F) podpowierzchniowej litej, warstwy (A) zewnętrznej litej powłoki kabla elektrycznego tam, gdzie zapoczątkowują się mikropory, ma początek mikroporowata strefa (G) przejściowa pierwsza.

3. Kabel elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że mikroporowata strefa (G) przejściowa pierwsza powłoki kabla elektrycznego kończy się w makroskopowej warstwie (C) środkowej mikroporowatej tam, gdzie mikropory są już całkowicie ukształtowane.

4. Kabel elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że w miejscu makroskopowej warstwy (C) środkowej mikroporowatej powłoki kabla elektrycznego, w którym mikropory zaczynają zanikać ma początek mikroporowata strefa (H) przejściowa druga.

PL 215 154 B1

5. Kabel elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że po stronie przeciwległej mikroporowatej strefy (H) przejściowej drugiej nadpowierzchniowej warstwy (E) wewnętrznej makroskopowej litej tam, gdzie bezpośrednio kontaktuje się ona z metalowym przewodem elektrycznym, korzystnie kołowym o średnicy D kabla elektrycznego, ma mikroskopową strefę (J) nadpowierzchniową litą.

6. Kabel elektryczny według zastrz. 1-5, znamienny tym, że ma polimerową powłokę termoplastyczną wytwarzaną w procesie technologicznym powlekającego współwytłaczania mikroporującego.