專利名稱：電纜帶及用于制造電纜帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于纖維織物的電纜帶(cable tape)，以及用于制造這種電纜帶的方法和包含這種電纜帶的電纜。
背景技術(shù)：
當(dāng)制造電纜時(shí)，比如通訊電纜，工業(yè)(軟性)電纜或動(dòng)力電纜(中、高和超高壓)，在芯線或脈線和外皮之間通常設(shè)有電纜帶，以及設(shè)有或沒(méi)有一或多層的其他層，例如在動(dòng)力電纜中的銅絲網(wǎng)。這種纜帶的功能通常上雙重的，一方面提供縱向的水密性，另一方面填充電纜中的空洞空間，而使這種電纜可以用作覆蓋層的襯墊層，比如動(dòng)力電纜中的銅絲網(wǎng)。
縱向的水密性是通過(guò)在纜帶中加入水脹材料、膨脹粉而實(shí)現(xiàn)的，而填充性通常尤其是通過(guò)形成泡沫或泡沫狀結(jié)構(gòu)而得到的厚纜帶而實(shí)現(xiàn)的；襯墊性更好，也稱作緩沖性(cushioning)。
目前用于這些應(yīng)用中的電纜帶類型幾乎都是通過(guò)將兩層基層織物合成一體而制造的，其中在所述兩層基層織物之間有一層膨脹粉。為了實(shí)現(xiàn)填充效果，經(jīng)常通過(guò)層疊施加額外的第三層基層織物，或者作為覆蓋織物的另一方案而施加一層泡沫。由于這些大量的操作，在這些應(yīng)用中材料的成本價(jià)格通常非常高。
從EP-A-0271171可知一種電纜帶，由一種上有或內(nèi)有可熱膨脹的微囊的載體材料構(gòu)成。這種已知的電纜帶具有較高含量的微囊(按重量計(jì)通常超過(guò)20％)，且優(yōu)選的是使用不同類型的微囊。為此，膨脹這種電纜帶需要多個(gè)加工步驟，這是不利的。
而且，從德國(guó)公開(kāi)文獻(xiàn)3048912可知，已知在動(dòng)力電纜中使用一種礦脂(petrolate)成分，該成分包含微囊。根據(jù)該文獻(xiàn)，電纜中填充這種礦脂成分，且隨后使電纜處于使其中的微囊膨脹的條件。這種方法也很費(fèi)力，且需要多個(gè)加工步驟。而且，根據(jù)該文獻(xiàn)，微囊用于影響礦脂的介電常數(shù)，而不用于提高縱向的水密性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電纜帶，該電纜帶生產(chǎn)簡(jiǎn)單，且除填充性外，也可具有膨脹性。
在第一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種基于至少一層纖維織物的電纜帶，在該纖維織物中，按電纜帶的重量計(jì)算，至少包含0.5％的熱塑性微球體，且如果需要，還含有效量的水脹材料。
不尋常的是，在代替基本上僅在其表面有微球體而在所述纖維織物內(nèi)有微球體的情況下，這種電纜帶可以在一個(gè)步驟中簡(jiǎn)單地生產(chǎn)，且其質(zhì)量至少與當(dāng)前產(chǎn)品一樣好，或更好，其中當(dāng)前的產(chǎn)品是由多個(gè)分立層在多個(gè)分離的步驟中制造的。最好含有的膨脹粉可以在纖維織物內(nèi)和/或上，而相對(duì)于制造簡(jiǎn)單性和電纜帶的質(zhì)量而言，可以具有同樣的優(yōu)點(diǎn)。
不尋常的是，在纖維織物內(nèi)和/或上有膨脹粉末時(shí)，纖維織物內(nèi)的微球體顯著增加了纖維織物在水中的膨脹性，尤其是膨脹速度。如果在纖維織物上有至少一部分膨脹粉，那么膨脹性能特別是膨脹速度，尤其受到有利的影響。
在另一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電纜帶特征在于它是這樣制成的，即制造一未結(jié)合的基層織物，在織物中設(shè)置粘結(jié)劑，通過(guò)粘結(jié)劑的干燥和固化連接織物，同時(shí)在干燥之前或在粘結(jié)劑干燥和固化之前隨時(shí)在基層內(nèi)和/或上加入未膨脹的熱塑性微球體，且如果需要，還有水脹粉，且在干燥過(guò)程中或之后或在粘結(jié)劑干燥和固化過(guò)程中或之后所述微球體膨脹。
本發(fā)明還涉及一種用于制造電纜帶的方法，即制造基層織物，在織物中設(shè)置粘結(jié)劑，通過(guò)粘結(jié)劑的干燥和固化連接織物，同時(shí)在干燥之前或在粘結(jié)劑干燥和固化之前隨時(shí)在基層內(nèi)加入水脹粉和未膨脹的熱塑性微球體，且在干燥過(guò)程中或之后或在粘結(jié)劑干燥和固化過(guò)程中或之后所述微球體膨脹。
尤其不尋常的是，這種織物可以以簡(jiǎn)單的方式制造，而實(shí)際上至今一直使用多個(gè)步驟的工藝，因此存在著其固有的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的電纜帶最簡(jiǎn)單的形式是由兩或三個(gè)部份構(gòu)成。作為起始點(diǎn)的基層織物是標(biāo)準(zhǔn)的基層織物，來(lái)自用于制造無(wú)紡布的梳棉機(jī)或紡粘機(jī)。也可以使用編織物。
基層織物的纖維是從天然纖維和合成纖維或其組合中選取的。尤其是使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、丙烯酸纖維、玻璃纖維、棉纖維、聚酰胺纖維、芳族聚酰胺纖維及這些纖維中的兩種或多種的混合物。根據(jù)應(yīng)用，基層織物的重量可以在較寬的范圍內(nèi)變化。現(xiàn)在的重量是從10g/m2至250g/m2，最好是從25g/m2至100g/m2。在制造過(guò)程中，織物用粘結(jié)劑連接，在干燥之后或在干燥和固化之后形成電纜帶的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的粘結(jié)劑是聚丙烯酸脂、苯乙烯-丁二烯橡膠、醋酸乙烯酯、均聚物和共聚物和聚乙烯醇。
膨脹的熱塑性微球體形成第二組，且構(gòu)成內(nèi)有氣體的熱塑性外皮。這些微球體是通過(guò)將具有發(fā)泡劑的未膨脹微球體加熱到使它們膨脹的正確溫度下面得到的。這種微球體可以買到，尤其是Akzo Nobel的ExpancelTM。構(gòu)成覆蓋層的熱塑性聚合物可以基于異丁烯酸甲脂和丙烯腈，或者異丁烯酸甲脂、丙烯腈和偏二氯乙烯。作為發(fā)泡劑，在微球體中有有機(jī)材料，比如脂肪族烴氣體，例如異丁烷、戊烷或異辛烷。在很大程度上微球體的直徑和數(shù)量與厚度一起決定了纜帶的填充性(襯墊性)。優(yōu)選的是，所述纜帶具有0.2至5mm的厚度，尤其是0.25至3mm。按重量百分比計(jì)，微球體的數(shù)量至少為0.5％，且至多40％。優(yōu)選的是，這一重量在5和25％之間，更優(yōu)選的是在10和20％之間。
所述微球體最好與特殊助劑一起添加到標(biāo)準(zhǔn)的粘結(jié)劑配方中，其中所述助劑使未膨脹的球體在未浸漬的織物中均勻分布。
在加熱織物內(nèi)部的微球體時(shí)，纖維結(jié)構(gòu)也發(fā)生變形(變厚)，因此實(shí)現(xiàn)其“緩沖”性(厚度，體積，尤其是彈性或襯墊性)。
第三部份是水密粉，也稱作“超級(jí)吸收劑”。這些材料已經(jīng)廣泛用于電纜帶中，因此不需要進(jìn)一步說(shuō)明。
所述膨脹粉最好撒在織物頂面上，且覆蓋所述頂層；在表面上的粘結(jié)劑將用作粘結(jié)介質(zhì)。
在織物內(nèi)和/或上的膨脹粉與織物中的微球體一起給織物帶來(lái)了比在織物中沒(méi)有微球體時(shí)明顯更好的膨脹性，尤其是較高的膨脹速度。
除這些主要部份之外，織物還可以含有其他輔助物質(zhì)，比如導(dǎo)電材料(例如金屬顆粒)，屏蔽或低導(dǎo)電性材料(例如碳黑)。尤其是用于制造導(dǎo)電的、屏蔽或低導(dǎo)電性纜帶時(shí)，希望加入這種成分。這種效果也可以通過(guò)以適當(dāng)?shù)姆绞皆诳椢镏性O(shè)置導(dǎo)電纖維而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及一種利用根據(jù)本發(fā)明的電纜帶制造的電纜，尤其是通訊電纜、工業(yè)(軟性)電纜和動(dòng)力電纜(中、高和超高壓)。
借助于普通的設(shè)備制造所述電纜帶，普通設(shè)備僅需要為提供微球體和膨脹粉而進(jìn)行改動(dòng)。


在附圖中，給出了這種制造方法的多種可能性。這些是可行實(shí)施例的示例，然而并不限于此。
具體實(shí)施例方式
所有示出的變體都是基于普通的梳棉機(jī)，該梳棉機(jī)生產(chǎn)作為梳棉織物或未連接基層織物的上層織物1和下層織物2，它們?cè)?處受壓而合成一體。隨后每一織物分離地，或上、下織物的組件經(jīng)過(guò)有粘結(jié)劑的泡沫軋液機(jī)(foulard)3，其中粘結(jié)劑中分散著未膨脹的微球體，此后，織物在干燥器(未示出)中干燥或干燥和固化。
在第一種方法中，膨脹粉在4處撒在下層織物上。
利用這種方法，通過(guò)粘結(jié)劑在織物中結(jié)合微球體，而膨脹粉顆粒利用粘結(jié)劑結(jié)合在單個(gè)織物內(nèi)和上。在干燥器內(nèi)或之后，微球體膨脹。隨后根據(jù)所需的交付形式，織物以全機(jī)器寬度交付或切割成所需的寬度，通常在5mm和200mm之間。也可以隨后在電纜制造商那里進(jìn)行這種切割。
在第二種方法中，下層織物首先利用粘結(jié)劑在軋液機(jī)內(nèi)結(jié)合，此后在它上面撒膨脹粉，隨后與上層織物合成一體并在5處壓在一起。其余的處理與上面所述的方法1相同。
根據(jù)第三種方法，在軋液機(jī)3之后僅在織物上撒粉末，隨后可以施壓，且可以施加一層薄覆蓋織物6。
在第四種變體中，上層織物1以及下層織物2分別利用軋液機(jī)粘合，此后在下層織物2上撒膨脹粉，在5處合成一體并施壓，以及如在第一種方法中的繼續(xù)處理。
利用這些方法，在干燥之后，或干燥和固化之后，可以進(jìn)行壓延，而對(duì)于特殊的變體，在一個(gè)步驟中得到的電纜帶可以繼續(xù)處理，例如通過(guò)將兩層結(jié)合，與另一織物結(jié)合，添加鑲嵌織物，表面處理等。
現(xiàn)在將通過(guò)兩示例說(shuō)明本發(fā)明。
示例1由重量為27g/m2的聚酯纖維形成的纖維織物通過(guò)泡沫軋液機(jī)浸漬20g/m2的聚丙烯酸脂粘結(jié)劑分散劑，其中已經(jīng)添加了未膨脹的微球體(Akzo Nobel，ExpancelTM007，顆粒尺寸為14μm)。對(duì)于分散而言，分布15g/m2的粘結(jié)劑和5g/m2的微球體。
在緊接浸漬之后，在還是濕的織物上撒25g/m2的膨脹粉。隨后，織物在130℃下加熱，從而一方面粘結(jié)劑固化，另一方面微球體膨脹?？椢锏暮穸葟?.45mm增加到1.2mm，這表明利用織物中的微球體，具有較輕重量(47g/m2)的電纜帶仍然具有較高的厚度(高270％)和襯墊作用，而不需要泡沫層。
示例2
由重量為22g/m2的聚酯纖維形成的纖維織物通過(guò)泡沫軋液機(jī)浸漬22g/m2的聚丙烯酸酯粘結(jié)劑分散劑，其中已經(jīng)加入了較低百分比含量的未膨脹微球體，類型為Akzo Nobel的ExpancelTM007按重量計(jì)粘結(jié)劑為95％，微球體為5％。緊接浸漬之后，在濕織物上撒布15g/m2的膨脹粉。隨后，在130℃下干燥織物，從而一方面織物干燥，或干燥和固化，另一方面微球體膨脹。隨后織物利用膨脹粉壓延到約0.30mm的厚度。與沒(méi)有微球體的情況相比，通過(guò)加入低百分比的微球體，在第一分鐘內(nèi)的膨脹高度從小于最大膨脹高度的60％增加到80％以上。
權(quán)利要求
1.一種基于至少一層纖維織物的電纜帶，其中按電纜帶的重量計(jì)算，在纖維織物中含有至少0.5％的未膨脹的、預(yù)膨脹的或膨脹的熱塑性微球體，且如果需要，還含有有效量的水脹粉。
2.如權(quán)利要求1所述的電纜帶，其特征在于，通過(guò)下述步驟制成，即制造基層織物，在織物中設(shè)置粘結(jié)劑，通過(guò)干燥或粘結(jié)劑的干燥和固化連接織物，其中在干燥之前或在粘結(jié)劑干燥和固化之前隨時(shí)在基層織物內(nèi)加入未膨脹的熱塑性微球體，如果需要，還加入水脹粉，且在干燥過(guò)程中或之后或在粘結(jié)劑干燥和固化過(guò)程中或之后所述微球體膨脹。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電纜帶，其特征在于，按電纜帶的重量計(jì)算，水脹粉的量在5至70％之間。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的電纜帶，其特征在于，具有0.2至5mm的厚度，最好是0.25至3mm。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的電纜帶，其特征在于，具有2至4000mm的寬度，最好是10至1000mm。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的電纜帶，其特征在于，按電纜帶的重量計(jì)算，膨脹的熱塑性微球體的含量在0.5和40％之間，優(yōu)選的是在1和25％之間，更優(yōu)選的是5和20％之間。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的電纜帶，其特征在于，未膨脹的熱塑性微球體的平均直徑在10和100μm之間。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的電纜帶，其特征在于，所述纖維織物的纖維是從天然纖維和合成纖維形成的組中選取的，尤其是聚酯纖維、聚丙烯纖維、丙烯酸纖維、玻璃纖維、棉纖維、聚酰胺纖維、芳族聚酰胺纖維及這些纖維中的兩種或多種的混合物。
9.如權(quán)利要求1-8任一所述的電纜帶，其特征在于，所述織物具有填充性和襯墊性。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的電纜帶，其特征在于，所述帶適用于通訊電纜、工業(yè)(軟性)電纜和動(dòng)力電纜(中、高和超高壓)。
11.如權(quán)利要求1-10任一所述的電纜帶，其特征在于，所述織物是絕緣的，低導(dǎo)電性或?qū)щ姷摹?br> 12.一種用于制造如權(quán)利要求1-11任一所述電纜帶的方法，包含制造一基層織物，在織物中設(shè)置粘結(jié)劑，通過(guò)干燥或粘結(jié)劑的干燥和固化連接織物，其中在干燥之前或在粘結(jié)劑干燥和固化之前隨時(shí)在基層內(nèi)加入水脹粉和未膨脹的熱塑性微球體，且在干燥過(guò)程中或之后或粘結(jié)劑干燥和固化過(guò)程中或之后所述微球體膨脹。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，未膨脹的、預(yù)膨脹的或膨脹的熱塑性微球體分散在粘結(jié)劑中，且與粘結(jié)劑一起包含在基層織物中。
14.如權(quán)利要求12或13任一所述的方法，其特征在于，在100至250℃的溫度下進(jìn)行干燥，或干燥和固化，優(yōu)選的是在120至160℃，且所述微球體在75至200℃的溫度下膨脹。
15.一種電纜，包含至少一根芯線或脈線、電纜帶和護(hù)套，比如絕緣護(hù)套，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-11任一所述的電纜帶。
16.如權(quán)利要求15任一所述的電纜，其特征在于，為通訊電纜、工業(yè)(軟性)電纜和動(dòng)力電纜(中、高和超高壓)的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于至少一層纖維織物的電纜帶，其中按電纜帶的重量計(jì)算，在纖維織物中含有至少0.5％的未膨脹的、預(yù)膨脹的或膨脹的熱塑性微球體，且如果需要，還含有有效量的水脹粉，以及一種用于制造這種電纜帶的方法和使用這種電纜帶制造的電纜。
文檔編號(hào)H01B7/282GK1422431SQ01807802
公開(kāi)日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者弗雷德里克·埃米耶爾·科恩, 彼德·許貝特斯·拉默斯 申請(qǐng)人:蘭特爾公司