專利名稱：成型絕緣局域網(wǎng)電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如LAN(局域網(wǎng))電纜的電纜的絕緣。尤其是，本發(fā)明涉及電纜的成型絕緣，其具有更低的有效介電常數(shù)。
背景技術(shù)：
在電纜領(lǐng)域，例如LAN電纜，使用特定的普通絕緣體來形成絞合對(duì)的絕緣和外護(hù)套。通常使用的聚合物包括FEP(氟化乙丙烯)和PE(聚乙烯)。雖然這些絕緣提供了滿足防火標(biāo)準(zhǔn)所需的良好的阻燃性，例如UL提升器(riser)和UL壓力通風(fēng)等級(jí)(plenum ratings)，但是它們具有相對(duì)高的介電常數(shù)，會(huì)在沿著電纜傳輸?shù)男盘?hào)中產(chǎn)生插入損失。
在現(xiàn)有技術(shù)中，用于減小絕緣體的介電常數(shù)的一個(gè)方法是在擠壓(extrusion)過程中在聚合物絕緣中引入空氣或氣體以使絕緣層發(fā)泡。典型地，絕緣(介質(zhì))的化學(xué)發(fā)泡或物理發(fā)泡用來減小材料和改進(jìn)數(shù)字通信電纜的傳輸性能。然而，發(fā)泡過程有多種限制。
典型地，介質(zhì)的物理發(fā)泡包括在擠壓機(jī)中在受熱和受壓下，在熔融聚合物中注入惰性氣體例如氮?dú)饣蚨趸肌怏w注入擠壓機(jī)中螺桿的低壓區(qū)域并被熔融的聚合物吸收。在熔融的聚合物中溶解時(shí)，氣體經(jīng)過擠壓機(jī)流動(dòng)直到聚合物離開擠壓機(jī)。一旦在聚合物中捕獲的氣體暴露于大氣壓力，其就在成核點(diǎn)處結(jié)合并在絕緣中發(fā)泡。這個(gè)過程需要其它的設(shè)備例如將氣體以臨界速度注入聚合物中的氣體加壓單元，例如多級(jí)螺桿的復(fù)雜螺桿設(shè)計(jì)以及具有氣體注入口的擠壓桶。
還可使用不需要其它設(shè)備的化學(xué)發(fā)泡來在介質(zhì)中產(chǎn)生氣泡。然而，化學(xué)發(fā)泡不如物理發(fā)泡那樣頻繁地使用，因?yàn)樵摲椒ㄔ诩庸み^程中具有固有的缺點(diǎn)?；瘜W(xué)發(fā)泡是通過在主要聚合物中以給定比例混合許多添加劑來進(jìn)行的。典型地，將“成核劑”例如氮化硼加到主要聚合物中以提供氣泡的形成點(diǎn)和生長點(diǎn)。使用或不使用位于擠壓螺桿上的混合成分都可將成核劑分布到聚合物中。在聚合物中可以利用的點(diǎn)的數(shù)量的增加使得可以在更多地方開始發(fā)泡。另外，其它化學(xué)品混合到聚合物中以產(chǎn)生氣體。這些添加劑，公知的是作為“發(fā)泡劑”與成核劑同時(shí)混合。發(fā)泡劑的熔點(diǎn)可以比主要聚合物的熔點(diǎn)低很多，這樣，一旦材料達(dá)到給定溫度，它就降解并在熔融體內(nèi)產(chǎn)生氣體(蒸汽)。該來自降解材料的蒸汽在最近的成核位置處形成氣泡。化學(xué)發(fā)泡和氣體注入擠壓線路很難控制并且運(yùn)行緩慢、產(chǎn)量低。
另外一個(gè)減小導(dǎo)體中介電常數(shù)的方法是只在圍繞導(dǎo)體的絕緣中形成空腔。然而，現(xiàn)有技術(shù)在這個(gè)區(qū)域，尤其是對(duì)于絞合對(duì)中的每個(gè)單個(gè)導(dǎo)體的絕緣進(jìn)行了嘗試，結(jié)果不令人滿意。例如，美國專利No.5,922,155示出了為同軸電纜提供的絕緣。這里，絕緣體被擠出，得到圍繞同軸電纜的中心導(dǎo)體的絕緣呈車輪的形狀的絕緣體。然而，這種工藝不能同樣地應(yīng)用到將絕緣體放置到由直徑相當(dāng)小的絞合對(duì)形成的單個(gè)導(dǎo)體中。No.5,922,155專利方法的另一缺點(diǎn)包括這樣的事實(shí)，即使用的擠壓模具是復(fù)雜的多部件模具，需要很好的保養(yǎng)。而且，在擠壓過程中，如果不停車和重組工具就不能調(diào)整空腔中的壓力。
所以，現(xiàn)有技術(shù)沒有示出這兩種方法在沒有發(fā)泡絕緣所需的昂貴的添加劑的情況下，能減小絕緣的介電常數(shù)的方法，例如絞合對(duì)通信電纜的單個(gè)銅導(dǎo)體上的絕緣的介電常數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在通過為絞合對(duì)導(dǎo)體和相應(yīng)的護(hù)套提供成型絕緣(profiledinsulation)來解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)以及相應(yīng)的制造方法。
為了這一目的，本發(fā)明旨在提供用于生產(chǎn)該成型絕緣的裝置。提供一種制造成型絕緣的裝置，該裝置具有擠壓模具。該擠壓模具具有擠壓末端和圍繞該擠壓末端的聚合物腔。該聚合物腔中具有至少一個(gè)空氣腔。該空氣腔保持定位，并通過從擠壓末端向外延伸的垂直肋片連接到擠壓模具的外部。
當(dāng)熔融聚合物流過圍繞所述空氣腔的聚合物腔時(shí)，在聚合物中引入開口使得隨著聚合物從擠壓模具排出而形成成型絕緣，其具有與由至少一個(gè)空氣腔形成的開口位置對(duì)應(yīng)的縱向空腔。
而且，本發(fā)明旨在提供一種用于生產(chǎn)成型絕緣的方法。制造成型絕緣的方法包括在擠壓模具的聚合物腔中設(shè)置形成絕緣的熔融聚合物。該擠壓模具具有擠壓末端。該聚合物圍繞聚合物腔中的一個(gè)或多個(gè)空氣腔流動(dòng)，并且形成具有與空氣腔的位置對(duì)應(yīng)的縱向空腔的成型絕緣。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種成型絕緣，該成型絕緣具有中間開口和具有一厚度外周，其中含有至少一個(gè)縱向空腔，該縱向空腔基本上在0.0025”和0.0004”之間。


本發(fā)明的主題特別指出并清楚地表示在說明書的結(jié)論部分。然而，通過閱讀附圖，參考以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方法，以及特點(diǎn)、目的和優(yōu)點(diǎn)一起可以被很好地理解。
圖1A到圖1F表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的成型絕緣；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，具有圖1B的成型絕緣的單個(gè)絞合對(duì)導(dǎo)體；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，具有圖1A到1C的成型絕緣的多個(gè)絞合對(duì)的電纜；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，具有圖1D到1F的成型絕緣的多個(gè)絞合對(duì)的電纜；圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，具有圖1A到1C的成型絕緣的多個(gè)絞合對(duì)的異型護(hù)套的電纜；圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，用來制造絞合對(duì)的異型電纜護(hù)套和成型絕緣的擠壓模具；圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，在圖6的擠壓模具中用來支撐空氣腔的肋片。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，制造從圖1A到1F的成型絕緣的流程圖；以及圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例，具有破壞(collapsed)空腔的成型絕緣。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，如圖1A到1F所示，提供成型絕緣10。成型絕緣通常指絕緣體，典型地是用在絞合對(duì)的導(dǎo)體上。與通常的固態(tài)(通常是圓柱形)聚合物絕緣不同，本發(fā)明的成型絕緣10具有與下面所述的其形狀有關(guān)的其它物理特性。
成型絕緣10優(yōu)選由熱塑性聚合物絕緣(電介質(zhì))構(gòu)成，例如FEP(氟化乙丙烯)，然而，根據(jù)成型絕緣10的預(yù)期絕緣性能、耐火性能、機(jī)械強(qiáng)度或預(yù)期生產(chǎn)率的任何一項(xiàng)，可以使用任何合適的聚合物。
每個(gè)成型絕緣10設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)沿絕緣10的縱軸延伸的空腔12。空腔12本身設(shè)置在絕緣內(nèi)部，并可以具有圓形截面，如圖1A到1C所示，梯形截面，如圖1D到1F所示，或者出于其他結(jié)構(gòu)強(qiáng)度考慮可以具有橢圓形截面(未示出)。
在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，將成型絕緣10用做絞合對(duì)中的電線的覆層。如圖2所示，絞合對(duì)14優(yōu)選由一對(duì)以相同的節(jié)距彼此絞合的銅導(dǎo)體/電線16構(gòu)成。兩根銅電線16的每一個(gè)密封在成型絕緣10中。可以理解，絞合對(duì)14可以由任何在絞合對(duì)中使用的合適的金屬來構(gòu)成，然而，為示意起見，使用銅來描述電線16。典型地，使用一對(duì)或多對(duì)絞合對(duì)14來形成通信電纜，這將在下面結(jié)合圖3到5進(jìn)行詳細(xì)討論。
如前所提到的，絞合對(duì)導(dǎo)體上的聚合物絕緣的一個(gè)缺點(diǎn)是固態(tài)FEP的介電常數(shù)高，使得沿電線/導(dǎo)體16傳輸?shù)男盘?hào)中斷。本發(fā)明的成型絕緣10減少了用來使絞合對(duì)14的電線16絕緣的FEP或其它聚合物的量，從而減小與固態(tài)聚合物絕緣相關(guān)的有效介電常數(shù)。而且，空腔12減小了形成成型絕緣10使用的FEP或其它聚合物的量，同時(shí)還減小了成型絕緣10的重量和形成與固態(tài)聚合物絕緣相關(guān)的聚合物所需的量。
因此，在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，如圖1A-1F所示，相對(duì)于同樣材料的固態(tài)聚合物絕緣，成型絕緣10具有減小的介電常數(shù)。例如，具有涂覆有固態(tài)FEP絕緣的銅電線16的絞合對(duì)14基本上具有2.095的介電常數(shù)，而由FEP制成的成型絕緣10的介電常數(shù)基本上為1.964，經(jīng)過計(jì)算，總的FEP基本上減少15.95％(基于圖1A所示的6個(gè)圓形空腔12)。對(duì)該產(chǎn)品試驗(yàn)顯示FEP降低了接近27.70％。
在本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例中，通過增加或降低變形圖1B-1C中所示的空腔12的數(shù)量還可以進(jìn)一步調(diào)整成型絕緣10的介電常數(shù)。例如，其它的試驗(yàn)已經(jīng)示出介電常數(shù)基本上減小到1.881，計(jì)算所得的總的FEP基本上減小了26.61％(基于圖1B所示的10個(gè)圓形空腔12)，對(duì)該產(chǎn)品試驗(yàn)示出多至30.87％的減小。介電常數(shù)基本上減小到1.747，以及計(jì)算所得總的FEP基本上減小41.74％是基于圖1C所示的17個(gè)圓形空腔12得到的。
在允許成型絕緣10的可變物理強(qiáng)度要求(機(jī)械強(qiáng)度)時(shí)，這樣的設(shè)置對(duì)提供減小的介電常數(shù)是有用的。在希望介電常數(shù)得到很大的減小，但絕緣10的物理強(qiáng)度不重要時(shí)，這樣的設(shè)置是有益的，反之也成立。應(yīng)該理解，在成型絕緣10的直徑滿足預(yù)期的介電常數(shù)和重量要求的基礎(chǔ)上，可以將每個(gè)成型絕緣10的空腔12的數(shù)量調(diào)整到任何合理的數(shù)量。
在本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例中，空腔12的形狀可以是如圖1D和1F所示的梯形。例如，使用圖1D所示的6個(gè)梯形空腔12，介電常數(shù)基本上減小到1.425，計(jì)算所得的總的FEP基本上減小68.78％，使用圖1E所示的10個(gè)梯形空腔12，介電常數(shù)基本上減小到1.501，計(jì)算所得的總的FEP基本上減小63.35％，使用圖1F所示的17個(gè)梯形空腔12，介電常數(shù)基本上減小到1.572，計(jì)算所得的總的FEP基本上減小了57.65％。下表1示出了圖1A-1F所示的產(chǎn)品的計(jì)算結(jié)果和一些試驗(yàn)結(jié)果。

表1
相對(duì)于固態(tài)FEP絕緣，這樣的設(shè)置導(dǎo)致絕緣10有效介電常數(shù)的減小，而同時(shí)顯著地減少了制造絕緣10所需的FEP的量。而且，不需要借助于復(fù)雜的化學(xué)或機(jī)械發(fā)泡過程，該過程能夠獲得可以與發(fā)泡FEP相媲美的介電常數(shù)。例如，如圖1A所示的本發(fā)明的成型絕緣10具有與10％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù)。而且，如圖1B所示的成型絕緣10具有與16.5％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù)，如圖1C所示的本發(fā)明的成型絕緣10具有與27.25％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù)，如圖1D所示的成型絕緣10具有與55.1％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù)，如圖1E所示的本發(fā)明的成型絕緣10具有與48.2％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù)，如圖1F所示的本發(fā)明的成型絕緣10具有與42％發(fā)泡的FEP相媲美的介電常數(shù).
因此，根據(jù)上述設(shè)置，提供用于使導(dǎo)體絕緣的成型絕緣10，該導(dǎo)體與絞合對(duì)中的單個(gè)銅導(dǎo)體一樣小。應(yīng)該理解，可以以預(yù)期的重量和預(yù)期的介電常數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)成型絕緣10中的空腔12的數(shù)量和形狀進(jìn)行多種改變。
在如圖3和4所示的本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例中，示出了在外護(hù)套22中有四個(gè)絞合對(duì)14的典型電纜20。與圖2中所示的一個(gè)相似，每個(gè)絞合對(duì)14由一對(duì)由諸如圖1A所示成型絕緣10的成型絕緣10包圍的電線16組成。交叉填充元件24設(shè)置在電纜護(hù)套22中，電纜護(hù)套22設(shè)置為將絞合對(duì)14彼此分開以減小電纜20中的內(nèi)部串?dāng)_。圖4示出了相似的電纜20，其具有護(hù)套22、交叉填充料24和四個(gè)絞合對(duì)14。在圖4中，絞合對(duì)14由被成型絕緣10包圍的電線16形成，如圖1E中的梯形成型絕緣10。
在如圖5所示的本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例中，示出的電纜30與圖3和4中所示的電纜20相似。電纜30在外護(hù)套32內(nèi)具有四個(gè)絞合對(duì)14。每個(gè)絞合對(duì)14與圖2中所示的一個(gè)相似，由被成型絕緣10包圍的一對(duì)電線16組成，例如圖1B中所示的成型絕緣10。交叉填充元件(未示出)可以設(shè)置在電纜護(hù)套32中，電纜護(hù)套32設(shè)置為將絞合對(duì)14彼此分開以減小電纜30的內(nèi)部串?dāng)_。
在該設(shè)置中，外護(hù)套32形成為異型護(hù)套，該異型護(hù)套具有一系列沿著護(hù)套的長軸延伸的縱向空腔33?？v向空腔的這一結(jié)構(gòu)不僅減小了外護(hù)套的介電常數(shù)，而且還減小了電纜30最終重量，降低了制造成本并改進(jìn)其電性特征。
如下詳細(xì)所述，具有縱向空腔33的護(hù)套32的制造過程與制造成型絕緣10的過程相似。
在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，如圖6所示，提供了擠壓模具50。擠壓模具50優(yōu)選由硬化金屬例如商品名為InconelTM或HastelloyTM出售的鎳合金構(gòu)成，然而，無論硬化或者不硬化，可以使用任何合適的金屬。擠壓模具50優(yōu)選使用黃銅線切割工藝?yán)琰S銅線腐蝕和電火花腐蝕來制得，然而，可以使用任何相似的有效的制造工藝。
擠壓模具50具有擠壓尖端52，空腔53穿過該尖端延伸?？涨?3允許基底或零件被擠壓的絕緣層覆蓋以穿過擠壓模具50。為便于描述，擠壓模具50和涂覆成型絕緣10的過程和用來形成具有成型絕緣10的絞合對(duì)14的電線16一起討論。然而，可以理解，相似的裝置和過程同樣可以用于制造具有空腔33的護(hù)套32。
擠壓模具50還具有聚合物腔54，以在它們穿過擠壓尖端52的空腔53的末端時(shí)引導(dǎo)熔融的聚合物進(jìn)入圍繞電線16的位置。如上所述，使用的聚合物一般是FEP，然而，任何相似的預(yù)期的聚合物也可以穿過聚合物腔54。
如圖6所示，在聚合物腔54中，示出了在空腔53周圍的許多間隔均勻的空氣腔56。空氣腔56通常是具有成形突起的中空管，其懸掛在聚合物腔54中，以與如下將更詳細(xì)描述的成型絕緣10中形成的空腔12相對(duì)應(yīng)?？諝馇?6優(yōu)選從擠壓模具10的開口端延伸，并向后在擠壓模具50的聚合物腔54中延伸近1/2″英寸，但是必要時(shí)其可以延伸或縮短以形成空腔12。而且，空氣腔56優(yōu)選具有0.035″直徑，以在如圖1A-1C所示的直徑在0.003″和0.004″之間的成型絕緣10中產(chǎn)生空腔12。由空氣腔56產(chǎn)生的空腔12的尺寸(直徑)的變化還可以如下所述根據(jù)流過空腔56的空氣流動(dòng)態(tài)地控制。
空氣腔56可以形成具有圓形截面或梯形的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在成型絕緣10中產(chǎn)生如圖1A-1F所示的空腔12?？梢允褂闷渌螤畹目諝馇?6從而可選擇地產(chǎn)生成形空腔12。空氣腔56的形狀通常與成型絕緣10中的空腔12的形狀完全相對(duì)應(yīng)。
如圖7所示，附接到每個(gè)空氣腔56的后端的是垂直肋片58，其通過氣孔57從擠壓模具50的中心向外徑向延伸。優(yōu)選地，肋片58的直徑為0.030″英寸，雖然在這方面沒有限制。根據(jù)從擠壓模具50的外部流到空氣腔56中的空氣的預(yù)期速度，可以使用其它的直徑。本發(fā)明在聚合物腔54中具有設(shè)計(jì)得較薄的肋片58和空氣腔56這樣的設(shè)置使得聚合物可以流動(dòng)得更好，使得在制得的成型絕緣10中的聚合物更好地分布。這里，肋片58和空氣腔56的形狀是這樣的，在擠壓過程中，流入空氣進(jìn)入腔12的流量和體積可以通過氣孔57小心地控制。
例如，氣孔57允許來自擠壓模具50外部的空氣通過肋片58進(jìn)入空氣腔56，允許空氣進(jìn)入聚合物腔54中以保持形成為成型絕緣10的空腔12的穩(wěn)定性。這種結(jié)構(gòu)允許在以下討論的擠壓過程中，在空腔12所占的空間內(nèi)配置環(huán)境空氣壓力。
在可選設(shè)置中，氣孔57的出口還可以連接到加壓裝置59以在空氣腔56中引入正或負(fù)的氣壓。在擠壓過程中可以使用正氣壓來支撐空腔12的結(jié)構(gòu)。可選擇地，可以使用負(fù)氣壓來破壞由空氣腔56形成的空腔12以形成如下更加詳細(xì)討論的脊形成型絕緣10。
使用以上為擠壓模具50所確定的基本元件，根據(jù)本發(fā)明，下面概述成型絕緣10的制造過程。
在如圖8所示的本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，在第一步驟100，使用者首先獲得一基板，在該基板上涂覆成型絕緣10。為示意性目的，其上設(shè)置有成型絕緣10的基板是圖2中所示的絞合對(duì)14中的銅線16，其已在上面描述?？梢允褂孟嗨频倪^程來形成圖5中的異型護(hù)套32，其中該基板是電纜30的所有內(nèi)部元件。
在步驟102中，一旦選擇了基板、電線16，其通過擠壓尖端52的空腔53進(jìn)料并從擠壓模具50的前開口拉出。接著，在步驟104，該加熱的熔融聚合物，例如FEP進(jìn)入擠壓模具50的聚合物腔54中。
在步驟106，當(dāng)聚合物進(jìn)入到擠壓模具50的前端并在前端排出時(shí)，聚合物圍繞空氣腔56(以及垂直肋片58)移動(dòng)，使得在聚合物12中形成相應(yīng)數(shù)量的空腔12。
作為可選步驟108，通過垂直肋片58和氣孔57由氣壓裝置59引入或除去氣壓，在空腔12中進(jìn)一步增加或降低氣壓?？蛇x擇地，垂直肋片58僅僅允許圍繞擠壓模具50的環(huán)境空氣通過氣孔57進(jìn)入空氣腔50，從而進(jìn)入聚合物中的空腔12。當(dāng)通過氣壓裝置59引入壓力時(shí)，優(yōu)選使用空氣、氮?dú)饣蚝?，然而，如果需要可以使用任何有益的和不起反?yīng)的氣體。
在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，例如在產(chǎn)生圖1B的絕緣10中的空腔12時(shí)，使用具有728cc/min的氮流量，壓力為2psi的氣壓裝置59來產(chǎn)生10個(gè)孔，每個(gè)孔的直徑為0.003″，工具的拉伸比(tooling draw down ratio)為127∶1，計(jì)算得到的有效介電常數(shù)為1.930。將氮流量變?yōu)?12cc/min，壓力同樣為2psi時(shí)，產(chǎn)生絕緣中的孔的直徑為0.0025″，工具拉伸比為127∶1，產(chǎn)生的有效介電常數(shù)為1.978。
該步驟108提供了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)。這里，通過氣孔57、肋片58和空氣腔56在空腔12中引入可以改變的氣壓，在擠壓過程中氣壓可以動(dòng)態(tài)變化，從而使成型絕緣10的有效介電常數(shù)也發(fā)生變化。在擠壓過程中由壓力裝置59引起的氣壓的這一動(dòng)態(tài)變化省去了擠壓裝置的高成本的關(guān)閉和重整工具，使得可以在運(yùn)轉(zhuǎn)中調(diào)整/校正最終的成型絕緣的介電常數(shù)。
在步驟110，電線16(基板)和聚合物在擠壓模具50的前端排出。這里應(yīng)該指出的是，擠壓模具50的工具比由該過程得到的最終的成型絕緣10大。擠壓模具開口的尺寸與最終成型絕緣產(chǎn)品10的尺寸之比公知為拉伸比。該尺寸差使得熔融聚合物在遠(yuǎn)離擠壓模具50的前出口的距離“拉伸”到電線16上。優(yōu)選地，該拉伸比DDR是120，但可以在50到200之間變化。DDR是絕緣的橫截面積與聚合物離開工具時(shí)的截面積之比。
進(jìn)行該拉伸過程以保持空腔12的完整性，這在壓力擠壓環(huán)境中是不可能的。聚合物的拉伸幫助在絕緣中獲得更小的孔，因?yàn)樵撃＞吖芸梢灾瞥杀冉^緣孔必須具有的外徑大的外徑。假定在步驟108引入的氣壓是正的，或者如果允許環(huán)境空氣通過垂直肋片58流入空氣腔56，該過程獲得的產(chǎn)品是在其上具有如圖1A-1F所示的成型絕緣的電線16。兩個(gè)這樣的電線16可以形成為如圖2所示的預(yù)期的絞合對(duì)14，四個(gè)這樣的絞合對(duì)14可以形成如圖3-5中所示的電纜20或30。
應(yīng)該指出，負(fù)氣壓例如環(huán)境空氣流的阻塞會(huì)在通過阻止環(huán)境空氣流出的方法使聚合物從管中擠出時(shí)產(chǎn)生真空。這導(dǎo)致產(chǎn)生例如圖9中所示的脊形成型絕緣10。該脊形成型絕緣10不用呈現(xiàn)空腔12，但相反，會(huì)有一系列的峰13和谷15，這仍舊會(huì)導(dǎo)致用作絕緣的聚合物的量的減少，因此具有相同的減小的介電常數(shù)和減小的重量。然而，交替的峰13和谷15提供具有不同機(jī)械強(qiáng)度輪廓的脊形成型絕緣10，這對(duì)某些用途來說可能會(huì)更合適。
這里只是對(duì)本發(fā)明的某些特點(diǎn)進(jìn)行了說明和描述，現(xiàn)在，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說會(huì)作出許多修改、替換、改變或等價(jià)物。因此，可以理解，本申請(qǐng)旨在覆蓋落在本發(fā)明的真正的精神范圍內(nèi)的所有的這些修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于制造成型絕緣的裝置，所述裝置包括擠壓模具，所述擠壓模具具有擠壓末端和圍繞所述擠壓末端的聚合物腔；所述聚合物腔中具有至少一個(gè)空氣腔，所述空氣腔設(shè)置定位，并通過從所述擠壓末端向外延伸的垂直肋片連接到所述擠壓模具的外側(cè)；其中，當(dāng)熔融聚合物流過圍繞所述空氣腔的所述聚合物腔時(shí)，在所述聚合物中引入開口使得所述成型絕緣隨著所述聚合物離開所述擠壓模具而形成，該成型絕緣具有縱向空腔，其與通過所述至少一個(gè)空氣腔形成的開口的位置相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述擠壓模具在所述聚合物腔中具有6個(gè)、10個(gè)和17個(gè)空氣腔中的任一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述空氣腔的形狀是圓形或梯形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述空氣腔直徑基本上為0.035″。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述空氣腔終止于所述聚合物腔內(nèi)側(cè)，距所述擠壓末端的開口端1/2″處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述肋片在與所述空氣腔連接的點(diǎn)處具有基本上為0.030″的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括連接到所述肋片的氣壓裝置，用來向所述成型絕緣的所述空腔中提供加壓氣體。
8.一種具有中心開口和具有一厚度的外周的成型絕緣，其中，具有利用權(quán)利要求1的裝置形成的至少一個(gè)縱向空腔。
9.一種通過擠壓過程制造成型絕緣的方法，所述方法包括步驟提供熔融的聚合物，所述聚合物在擠壓模具的聚合物腔中形成絕緣，所述擠壓模具具有擠壓末端；所述聚合物在所述聚合物腔中圍繞一個(gè)或多個(gè)空氣腔流動(dòng)；以及形成具有與所述空氣腔的位置對(duì)應(yīng)的縱向空腔的成型絕緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述空氣腔中通過氣壓裝置引入正壓力的步驟，該空氣壓力裝置連接到外部肋片，該肋片又連接到所述空氣腔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述正壓力利用壓縮空氣、氮?dú)夂秃獾闹械娜魏我环N而獲得。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述正壓力基本上以2psi引入。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述氣體基本上以728cc/min或612cc/min引入。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述正壓力在所述擠壓過程中動(dòng)態(tài)變化，使得所引入氣體的壓力和流量的變化動(dòng)態(tài)地改變所述成型絕緣中的所述空腔的直徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，還包括阻塞所述空氣腔的步驟，由此產(chǎn)生真空，使得從所述擠壓模具的所述末端擠出的絕緣形成一成型絕緣，該成型絕緣具有與所述空氣腔的位置相對(duì)應(yīng)的縱向破壞空腔。
16.一種具有中心開口和具有一厚度的外周的成型絕緣，其中，具有利用權(quán)利要求9的方法形成的至少一個(gè)縱向空腔。
17.一種成型絕緣，其包括中心開口；以及具有一厚度的外周，其中具有至少一個(gè)縱向空腔，所述縱向空腔基本上處于0.0025″和0.0004″之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于制造成型絕緣的裝置，所述裝置包括擠壓模具，所述擠壓模具具有擠壓末端和圍繞所述擠壓末端的聚合物腔。所述聚合物腔中具有至少一個(gè)空氣腔。所述空氣腔設(shè)置定位，并通過從所述擠壓末端向外延伸的垂直肋片連接到所述擠壓模具的外側(cè)。當(dāng)熔融聚合物流過圍繞所述空氣腔的所述聚合物腔時(shí)，在所述聚合物中引入開口使得所述成型絕緣隨著所述聚合物離開所述擠壓模具而形成，該成型絕緣具有縱向空腔，其與通過所述至少一個(gè)空氣腔形成的開口的位置相對(duì)應(yīng)。
文檔編號(hào)B29C47/00GK101093740SQ20061017192
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者格里格·赫夫納 申請(qǐng)人:尼克桑斯公司