203167. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy bevonati szilárdságú habosított szigetelő rétegek előállítására jelátviteli vezetékek és kábelek gyártásánál
1 HU 203 167 A 2 A találmány tárgya eljárás nagy bevonati szilárdságú habosított szigetelőrétegek előállítására jelátviteli vezetékek és kábelek gyártásánál, amikoris 0,921±0,05 kg/dm3 sűrűségű és 0,2-20 dg/min olvadékindexű kis sűrűségű polietilénből és szükség szerint legfeljebb 70 tömeg% közepes sűrűségű, ill. nagy sűrűségű polietilénből és/vagy polipropilénből és/vagy lineáris polietilénből anyagkeveréket készítünk, az anyagkeverékbe önmagában ismert összetételű felületkezelt habosítószert és szükség szerint további legalább egy adalékanyagot, különösen hőstabilizátort, kikkert, gócképzőt, szilánnal felületkezelt töltőanyagot, fémdezaktivátort keverünk és adott esetben az így kapott keveréket granuláljuk, hűtjük és szárítjuk, majd vezető felületére extrudáljuk. A telefon és rádiófrekvinciás, koaxiális kábelek termékfejlesztésének egyik eredménye a habosított érszigetelésű termékcsalád megszületése volt. A polietilénhab szerkezetű szigetelőrétegnek a más ismert megoldásokhoz képest kisebb dielektromos állandója azoknál kedvezőbb átviteltechnikai paramétereket biztosít, illetőleg a kábel geometriai mérete kisebb lehet, mintha az tömör polietilén érszigeteléssel készülne. A habosított polietilén (poliolefin) érszigetelés előállítására alapvetően két eljárást dolgoztak ki: 1) Nitrogéngáz elnyeletése nagy nyomáson a polietilén ömledékben, amely az alakítószerszámból kilépve felhabosítja a szigetlőréteget. 2) Nitrogéntartalmú szerves és szervetlen vegyületek hozzákeverése a polimerhez, amely anyagok az extrudálás hőfokán termikus bomlást szenvedve nitrogén és egyéb gáz halmazállapotú anyagot szabadítanak fel és e felszabaduló gáz az előző eljáráshoz hasonlóan felhabosítja az alakítószerszámból kilépő ömledéket. A két eljárás közül az utóbbi honosodott meg, annak ellenére, hogy költségesebb, viszont a buborékok keresztmetszeti eloszlása és méreteik jobb homogenitást mutatnak. Az így előállított habosított poliolefin érszigetelésű erekből felépített, akár 4000 eret is tartalmazó telefonkábelek hátránya azonban, hogy üzemi tulajdonságaik, paramétereik a használat során viszonylag gyorsan romlanak. A vizsgálatok ennek alapvetően két okát állapították meg:- a habosított rendszer alakszilársága alacsony: a legfektetett és üzemelő kábelerek az akotók mentén és ferdén egymással érintkeznek, egymásra nyomást gyakorolnak;- a habosított érszerkezetű kábelek sodrási hézagait vazelinnel töltik ki, azért, hogy köpenysérülés vagy nem megfelelő összekötés esetén se hatolhasson be víz a sodrási hézagokba és ez a térkitöltő vazelin lassan, de fokozatosan behatol a habszerkezet üregeibe és a kábel funkcióparamétereit a felhasználhatatlanságig leronthatja azáltal, hogy az üzemi kapacitás értékének növekedését okozza. A fenti két hátrányos tulajdonságot küszöbölhetjük ki a habosított poliolefin érszigetelés külső rétegén elhelyezkedő vékony bőnéteg (angolul foam skin, vagyis habosított bőrbevonat) kialakításával, ami történhet úgy, hogy a habosítási folyamatot követően (vagy azzal egy technológiai műveletben) egy vékony tömör poliolefin bevonati réteget koextrudálunk a habréteg fölé, amely a kívánt funkcionális tulajdonságokat biztosítja. Egy másik eljárás szerint a habosítással egy gyártási műveletben alakítják ki a habosított bőrréteget. Ez esetben a bőrréteg a felületen elhelyezkedő nagyobb buborékok felszakadása után szabálytalan külső felületként marad vissza, amelyben buborékok még felfedezhetők. A bőrréteg vastagsága kb. 0,01 mm. Ez utóbbi a megoldásnak előnye az egyszerűbb előállítási technológia, hátránya viszont a viszonylag nagy vazelinfelvétel és a gyors öregedés, ami a villamos paraméterek leromlásához vezet. Hasonlóképpen a telefonkábelerek gyártásához a nagyfrekvenciás vezetékek előállításánál is előnyös a nagy alakszilárdságú habszerkezet alkalmazása. Itt a külső és belső vezető távolságának állandó értéken tartása a követelmény. A habszerkezetű poliolefin szigetelőréteg deformációja esetén a rádiófrekvenciás vezeték illesztése megváltozik és így a villamos kör elhangolódik. Romló átviteli tulajdonságok alakulhatnak ki még a nagyfrekvenciás vezetékek habszerkezetének nyitottságából kifolyólag is. A habszigetelés külső felületén felszakadt buborékokban a külső hőmérséklet ingadozásának hatására kondenzvíz csapódhat le a cellafalon és a cellafalak kis vastagságmérete következtében befelé haladva elhangolódást okozhat. Ha a szigetelőréteg folytonosnak tekinthető - az előzőekben említett méretű vagy 0,1-0,5 mm vastagságú bőrréteggel rendelkezik, a nedvességbehatolás gyakrolatilag kizárt. A kialakult bőrréteg szilárdsága pedig megakadályozza az árnyékolás (külső vezető) jelentősebb mértékű behatolását a szigetelésbe és így a vezeték átviteltechnikai minősége nem változik. Ismeretes az US-A 3 645 929 lsz. US, a GB-A 1 274 645 lsz. angol, továbbá a CA-A 857 942 lsz. kanadai szabadalom, amelyek szerint kis- és nagysűrűségű poliolefinből kiindulva állítanak elő megfelelő habosítószert tartalmazó anyagkeveréket, amelybe viszkozitáscsökkentő, kenőanyagnak nevezett adalékanyagot is kevernek. Az adalékanyag hatására a polimer felhabosodása könnyebben megy végbe és alacsonyabb extrudálási hőfok alkalmazható. A 200-230 °C közötti anyaghőmérséklet alkalmazásával igen jó, kellő (kb. 40 %-os) mértékben habosított érszigetelést tudnak előállítani, amelynek jellemző sűrűsége kb. 0,5 g/ml. Az extrudálás során azonban nem alakul ki az érszigetelés felületén az ún. bőrréteg. így a termék összenyomódása könnyen bekövetkezhet, a termék nem állja ki az MKMMF 23836-77 sz. előírás 7.12 pontjában említett vizsgálatot, vagyis az előírt mintegy 65 N alsó határ alatti nyomás hatására a vezetők közötti kontaktus már létrejön. Ugyancsak nem felel meg a késztermék a fent idézett műszaki követelményrendszer 9.156 pontjában megfogalmazott követelményeknek, ugyanis a sodrás közben vezelintöltést kapott kész telefonkábel 60 'C-on történő 10*24 órás tárolás, majd 24 órás kondicionálás után az üzemi kapacitás értéke 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
