专利名称：电缆带及用于制造电缆带的方法
技术领域：
本发明涉及一种基于纤维织物的电缆带(cable tape)，以及用于制造这种电缆带的方法和包含这种电缆带的电缆。
背景技术：
当制造电缆时，比如通讯电缆，工业(软性)电缆或动力电缆(中、高和超高压)，在芯线或脉线和外皮之间通常设有电缆带，以及设有或没有一或多层的其他层，例如在动力电缆中的铜丝网。这种缆带的功能通常上双重的，一方面提供纵向的水密性，另一方面填充电缆中的空洞空间，而使这种电缆可以用作覆盖层的衬垫层，比如动力电缆中的铜丝网。
纵向的水密性是通过在缆带中加入水胀材料、膨胀粉而实现的，而填充性通常尤其是通过形成泡沫或泡沫状结构而得到的厚缆带而实现的；衬垫性更好，也称作缓冲性(cushioning)。
目前用于这些应用中的电缆带类型几乎都是通过将两层基层织物合成一体而制造的，其中在所述两层基层织物之间有一层膨胀粉。为了实现填充效果，经常通过层叠施加额外的第三层基层织物，或者作为覆盖织物的另一方案而施加一层泡沫。由于这些大量的操作，在这些应用中材料的成本价格通常非常高。
从EP-A-0271171可知一种电缆带，由一种上有或内有可热膨胀的微囊的载体材料构成。这种已知的电缆带具有较高含量的微囊(按重量计通常超过20％)，且优选的是使用不同类型的微囊。为此，膨胀这种电缆带需要多个加工步骤，这是不利的。
而且，从德国公开文献3048912可知，已知在动力电缆中使用一种矿脂(petrolate)成分，该成分包含微囊。根据该文献，电缆中填充这种矿脂成分，且随后使电缆处于使其中的微囊膨胀的条件。这种方法也很费力，且需要多个加工步骤。而且，根据该文献，微囊用于影响矿脂的介电常数，而不用于提高纵向的水密性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种电缆带，该电缆带生产简单，且除填充性外，也可具有膨胀性。
在第一实施例中，本发明涉及一种基于至少一层纤维织物的电缆带，在该纤维织物中，按电缆带的重量计算，至少包含0.5％的热塑性微球体，且如果需要，还含有效量的水胀材料。
不寻常的是，在代替基本上仅在其表面有微球体而在所述纤维织物内有微球体的情况下，这种电缆带可以在一个步骤中简单地生产，且其质量至少与当前产品一样好，或更好，其中当前的产品是由多个分立层在多个分离的步骤中制造的。最好含有的膨胀粉可以在纤维织物内和/或上，而相对于制造简单性和电缆带的质量而言，可以具有同样的优点。
不寻常的是，在纤维织物内和/或上有膨胀粉末时，纤维织物内的微球体显著增加了纤维织物在水中的膨胀性，尤其是膨胀速度。如果在纤维织物上有至少一部分膨胀粉，那么膨胀性能特别是膨胀速度，尤其受到有利的影响。
在另一实施例中，根据本发明的电缆带特征在于它是这样制成的，即制造一未结合的基层织物，在织物中设置粘结剂，通过粘结剂的干燥和固化连接织物，同时在干燥之前或在粘结剂干燥和固化之前随时在基层内和/或上加入未膨胀的热塑性微球体，且如果需要，还有水胀粉，且在干燥过程中或之后或在粘结剂干燥和固化过程中或之后所述微球体膨胀。
本发明还涉及一种用于制造电缆带的方法，即制造基层织物，在织物中设置粘结剂，通过粘结剂的干燥和固化连接织物，同时在干燥之前或在粘结剂干燥和固化之前随时在基层内加入水胀粉和未膨胀的热塑性微球体，且在干燥过程中或之后或在粘结剂干燥和固化过程中或之后所述微球体膨胀。
尤其不寻常的是，这种织物可以以简单的方式制造，而实际上至今一直使用多个步骤的工艺，因此存在着其固有的问题。
根据本发明的电缆带最简单的形式是由两或三个部份构成。作为起始点的基层织物是标准的基层织物，来自用于制造无纺布的梳棉机或纺粘机。也可以使用编织物。
基层织物的纤维是从天然纤维和合成纤维或其组合中选取的。尤其是使用聚酯纤维、聚丙烯纤维、丙烯酸纤维、玻璃纤维、棉纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维及这些纤维中的两种或多种的混合物。根据应用，基层织物的重量可以在较宽的范围内变化。现在的重量是从10g/m2至250g/m2，最好是从25g/m2至100g/m2。在制造过程中，织物用粘结剂连接，在干燥之后或在干燥和固化之后形成电缆带的结构。现在的粘结剂是聚丙烯酸脂、苯乙烯-丁二烯橡胶、醋酸乙烯酯、均聚物和共聚物和聚乙烯醇。
膨胀的热塑性微球体形成第二组，且构成内有气体的热塑性外皮。这些微球体是通过将具有发泡剂的未膨胀微球体加热到使它们膨胀的正确温度下面得到的。这种微球体可以买到，尤其是Akzo Nobel的ExpancelTM。构成覆盖层的热塑性聚合物可以基于异丁烯酸甲脂和丙烯腈，或者异丁烯酸甲脂、丙烯腈和偏二氯乙烯。作为发泡剂，在微球体中有有机材料，比如脂肪族烃气体，例如异丁烷、戊烷或异辛烷。在很大程度上微球体的直径和数量与厚度一起决定了缆带的填充性(衬垫性)。优选的是，所述缆带具有0.2至5mm的厚度，尤其是0.25至3mm。按重量百分比计，微球体的数量至少为0.5％，且至多40％。优选的是，这一重量在5和25％之间，更优选的是在10和20％之间。
所述微球体最好与特殊助剂一起添加到标准的粘结剂配方中，其中所述助剂使未膨胀的球体在未浸渍的织物中均匀分布。
在加热织物内部的微球体时，纤维结构也发生变形(变厚)，因此实现其“缓冲”性(厚度，体积，尤其是弹性或衬垫性)。
第三部份是水密粉，也称作“超级吸收剂”。这些材料已经广泛用于电缆带中，因此不需要进一步说明。
所述膨胀粉最好撒在织物顶面上，且覆盖所述顶层；在表面上的粘结剂将用作粘结介质。
在织物内和/或上的膨胀粉与织物中的微球体一起给织物带来了比在织物中没有微球体时明显更好的膨胀性，尤其是较高的膨胀速度。
除这些主要部份之外，织物还可以含有其他辅助物质，比如导电材料(例如金属颗粒)，屏蔽或低导电性材料(例如碳黑)。尤其是用于制造导电的、屏蔽或低导电性缆带时，希望加入这种成分。这种效果也可以通过以适当的方式在织物中设置导电纤维而实现。
本发明还涉及一种利用根据本发明的电缆带制造的电缆，尤其是通讯电缆、工业(软性)电缆和动力电缆(中、高和超高压)。
借助于普通的设备制造所述电缆带，普通设备仅需要为提供微球体和膨胀粉而进行改动。
在附图中，给出了这种制造方法的多种可能性。这些是可行实施例的示例，然而并不限于此。
具体实施例方式
所有示出的变体都是基于普通的梳棉机，该梳棉机生产作为梳棉织物或未连接基层织物的上层织物1和下层织物2，它们在5处受压而合成一体。随后每一织物分离地，或上、下织物的组件经过有粘结剂的泡沫轧液机(foulard)3，其中粘结剂中分散着未膨胀的微球体，此后，织物在干燥器(未示出)中干燥或干燥和固化。
在第一种方法中，膨胀粉在4处撒在下层织物上。
利用这种方法，通过粘结剂在织物中结合微球体，而膨胀粉颗粒利用粘结剂结合在单个织物内和上。在干燥器内或之后，微球体膨胀。随后根据所需的交付形式，织物以全机器宽度交付或切割成所需的宽度，通常在5mm和200mm之间。也可以随后在电缆制造商那里进行这种切割。
在第二种方法中，下层织物首先利用粘结剂在轧液机内结合，此后在它上面撒膨胀粉，随后与上层织物合成一体并在5处压在一起。其余的处理与上面所述的方法1相同。
根据第三种方法，在轧液机3之后仅在织物上撒粉末，随后可以施压，且可以施加一层薄覆盖织物6。
在第四种变体中，上层织物1以及下层织物2分别利用轧液机粘合，此后在下层织物2上撒膨胀粉，在5处合成一体并施压，以及如在第一种方法中的继续处理。
利用这些方法，在干燥之后，或干燥和固化之后，可以进行压延，而对于特殊的变体，在一个步骤中得到的电缆带可以继续处理，例如通过将两层结合，与另一织物结合，添加镶嵌织物，表面处理等。
现在将通过两示例说明本发明。
示例1由重量为27g/m2的聚酯纤维形成的纤维织物通过泡沫轧液机浸渍20g/m2的聚丙烯酸脂粘结剂分散剂，其中已经添加了未膨胀的微球体(Akzo Nobel，ExpancelTM007，颗粒尺寸为14μm)。对于分散而言，分布15g/m2的粘结剂和5g/m2的微球体。
在紧接浸渍之后，在还是湿的织物上撒25g/m2的膨胀粉。随后，织物在130℃下加热，从而一方面粘结剂固化，另一方面微球体膨胀。织物的厚度从0.45mm增加到1.2mm，这表明利用织物中的微球体，具有较轻重量(47g/m2)的电缆带仍然具有较高的厚度(高270％)和衬垫作用，而不需要泡沫层。
示例2
由重量为22g/m2的聚酯纤维形成的纤维织物通过泡沫轧液机浸渍22g/m2的聚丙烯酸酯粘结剂分散剂，其中已经加入了较低百分比含量的未膨胀微球体，类型为Akzo Nobel的ExpancelTM007按重量计粘结剂为95％，微球体为5％。紧接浸渍之后，在湿织物上撒布15g/m2的膨胀粉。随后，在130℃下干燥织物，从而一方面织物干燥，或干燥和固化，另一方面微球体膨胀。随后织物利用膨胀粉压延到约0.30mm的厚度。与没有微球体的情况相比，通过加入低百分比的微球体，在第一分钟内的膨胀高度从小于最大膨胀高度的60％增加到80％以上。
权利要求
1.一种基于至少一层纤维织物的电缆带，其中按电缆带的重量计算，在纤维织物中含有至少0.5％的未膨胀的、预膨胀的或膨胀的热塑性微球体，且如果需要，还含有有效量的水胀粉。
2.如权利要求1所述的电缆带，其特征在于，通过下述步骤制成，即制造基层织物，在织物中设置粘结剂，通过干燥或粘结剂的干燥和固化连接织物，其中在干燥之前或在粘结剂干燥和固化之前随时在基层织物内加入未膨胀的热塑性微球体，如果需要，还加入水胀粉，且在干燥过程中或之后或在粘结剂干燥和固化过程中或之后所述微球体膨胀。
3.如权利要求1或2所述的电缆带，其特征在于，按电缆带的重量计算，水胀粉的量在5至70％之间。
4.如权利要求1-3任一所述的电缆带，其特征在于，具有0.2至5mm的厚度，最好是0.25至3mm。
5.如权利要求1-4任一所述的电缆带，其特征在于，具有2至4000mm的宽度，最好是10至1000mm。
6.如权利要求1-5任一所述的电缆带，其特征在于，按电缆带的重量计算，膨胀的热塑性微球体的含量在0.5和40％之间，优选的是在1和25％之间，更优选的是5和20％之间。
7.如权利要求1-6任一所述的电缆带，其特征在于，未膨胀的热塑性微球体的平均直径在10和100μm之间。
8.如权利要求1-7任一所述的电缆带，其特征在于，所述纤维织物的纤维是从天然纤维和合成纤维形成的组中选取的，尤其是聚酯纤维、聚丙烯纤维、丙烯酸纤维、玻璃纤维、棉纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维及这些纤维中的两种或多种的混合物。
9.如权利要求1-8任一所述的电缆带，其特征在于，所述织物具有填充性和衬垫性。
10.如权利要求1-9任一所述的电缆带，其特征在于，所述带适用于通讯电缆、工业(软性)电缆和动力电缆(中、高和超高压)。
11.如权利要求1-10任一所述的电缆带，其特征在于，所述织物是绝缘的，低导电性或导电的。
12.一种用于制造如权利要求1-11任一所述电缆带的方法，包含制造一基层织物，在织物中设置粘结剂，通过干燥或粘结剂的干燥和固化连接织物，其中在干燥之前或在粘结剂干燥和固化之前随时在基层内加入水胀粉和未膨胀的热塑性微球体，且在干燥过程中或之后或粘结剂干燥和固化过程中或之后所述微球体膨胀。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，未膨胀的、预膨胀的或膨胀的热塑性微球体分散在粘结剂中，且与粘结剂一起包含在基层织物中。
14.如权利要求12或13任一所述的方法，其特征在于，在100至250℃的温度下进行干燥，或干燥和固化，优选的是在120至160℃，且所述微球体在75至200℃的温度下膨胀。
15.一种电缆，包含至少一根芯线或脉线、电缆带和护套，比如绝缘护套，其特征在于，使用如权利要求1-11任一所述的电缆带。
16.如权利要求15任一所述的电缆，其特征在于，为通讯电缆、工业(软性)电缆和动力电缆(中、高和超高压)的形式。
全文摘要
本发明涉及一种基于至少一层纤维织物的电缆带，其中按电缆带的重量计算，在纤维织物中含有至少0.5％的未膨胀的、预膨胀的或膨胀的热塑性微球体，且如果需要，还含有有效量的水胀粉，以及一种用于制造这种电缆带的方法和使用这种电缆带制造的电缆。
文档编号H01B7/282GK1422431SQ01807802
公开日2003年6月4日 申请日期2001年4月3日 优先权日2000年4月3日
发明者弗雷德里克·埃米耶尔·科恩, 彼德·许贝特斯·拉默斯 申请人:兰特尔公司