具有摩擦係數降低的表面的電纜的製作方法

2024-01-24 02:01:15 1

專利名稱：：具有摩擦係數降低的表面的電纜的製作方法具有摩擦係數降低的表面的電纜
技術領域：
0001本發明涉及電纜，及降低其摩擦係數的方法和裝置。
背景技術：
：0002包括至少一個導線芯和至少一個塗層的電纜是眾所周知的。0003這樣的電纜呈現出劣勢其外表面具有高的摩擦係數，致使它們很難安裝在牆和天花板或管道的內部，因為當它們接觸到這些表面時，它們變粘或難於拉動等等。0004為了克服所述難題，可選的材料例如凡士林及其類似物已經被用於塗覆電纜的外表面，因此降低了摩擦係數。0005在補充的方式中，有時使用小直徑的導管，其一端通過該電纜必須經過的空穴被插入，並且另一端被附著到該電纜的末端，其必須被插入到該空穴裡。因此，一旦該導管已經在期望的地方出現，其被拉動，直到該電纜的末端在已經經過整個部分之後再次出現為止。0006在許多應用領域，尤其是通信領域，電纜或光纖電纜被插入到輸送管內。因此需要將電纜與輸送管內壁之間的摩檫係數最小化。0007在一種方案中，該電纜的芯通過第一擠壓機，其將傳統的外皮施加在上面，即護套和/或絕緣，所述外皮經常用聚乙烯製成。然後該有外皮的芯經過第二擠壓機，其將潤滑層施加在那裡，例如矽樹脂和聚乙烯的混合物。然後以此種方式潤滑的電纜將以傳統方式經過冷卻容器。0008第二種方案提供用外皮覆蓋電纜芯的擠壓機。在該擠壓機的出口布置有塗料槽，用於將材料顆粒施用於仍然熱的外皮上，當該電纜被插入導管裡時，顆粒被設計為開始脫離。最終，該塗覆電纜通過冷卻容器。0009在這兩種現有方案中，在該擠壓機和冷卻容器之間插入額外的設備是必需的。這導致該生產線大規模的改建。0010此外，沉積潤滑劑的設備必須非常接近該外皮擠壓頭，因為，否則的話，適當地控制該外皮的厚度是不可能的。在任何情況下，額外的設備佔有不可忽略的空間，並且這樣的布置對於控制外皮的尺寸來說是不利的。0011不論採用什麼樣的現有技術方法，所述電纜的製造和域安裝涉及相當大的時間損失和經濟成本，因此需要替代材料。發明概述0012因此，本發明試圖提供製造電纜的方法，所述電纜具有摩擦係數降低的表面，所述方法不會顯著改變該電纜的幾何特徵，以及提供如此生產的電纜。0013因此，本發明提供將潤滑劑結合到電纜外皮(sheath)裡的方法，所述外皮是通過擠壓機製造的，並且任選地接著通過冷卻容器。0014在本發明的一個實施方式中，在任一種材料被加熱前，該潤滑劑材料與該外皮材料混合。0015在本發明的另一個實施方式中，該潤滑劑材料被加熱，並且在該外皮材料被加熱前與該外皮材料相混合。0016在本發明進一步的實施方式中，在兩種材料已經被加熱之後，該潤滑劑材料與該外皮材料相混合。0017還有在本發明的另一個實施方式中，該未加熱的潤滑劑材料與加熱的外皮材料相混合。0018如本文所使用，術語外皮意思是指應用到電纜芯上的護套和/或絕緣。發明詳述0019藉助本發明所述的方法和電纜，所述缺點可以被解決，同時提供下面將要被描述的其它優點。0020該電纜製造方法的特徵在於，其包括這樣的步驟潤滑劑材料與該外皮材料相混合，並且將該混合物應用到該電纜芯上。0021因此得到具有低摩擦係數的電纜，使得其隨後的安裝相當簡單，因為它在與其接觸的表面上滑動。0022該潤滑劑材料與該外皮材料的混合步驟可以在潤滑劑材料被加熱或未加熱和外皮材料被加熱或未加熱的情況下實施。0023該外皮材料通常以小球的形式被引入到擠壓機，所述擠壓機加熱該外皮材料並將其導入到該電纜或導線芯上。本發明包括這樣的實施方式其在該外皮小球形成期間將該潤滑材料結合到該外皮小球裡，並且將這種外皮小球和潤滑材料的混合物引入到擠壓機裡；這樣的實施方式其將該潤滑材料與該外皮小球混合；和這樣的實施方式在接觸該電纜芯之前，將該混合物引入到該擠壓機中，並且將該外皮小球引入到擠壓機中以及接著將該潤滑劑材料引入到該擠壓機中。0024有利地，該潤滑劑材料基本上選自脂肪醯胺、烴油、氟化有機樹脂及其混合物。該潤滑劑材料可以在該外皮形成之前製造過程的任何點處被結合，並且取決於該材料，在與該外皮材料混合前可以被加熱。0025在該外皮材料具有高的熔融或軟化溫度的情況下，或者因為可加工性、該方法的效率等其它原因，該潤滑劑材料可以在該外皮材料形成的時候被加入到該外皮材料中。如果最終的電纜構造是這樣的有兩種或以上的不同外皮材料被施加到電纜芯上，該潤滑劑材料只需要被結合到最外面的外皮材料中。0026有利地，該潤滑材料包括脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯和金屬脂肪酸，更有利地包括具有大約10至大約28個碳原子，優選地具有大約10至大約2個碳原子的脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯和金屬脂肪酸，並且包括但不限於芥酸醯胺、油醯胺、油基棕櫚酸醯胺、硬脂基十八醯胺、硬脂醯胺、山嵛酸醯胺、亞乙基雙硬脂醯胺、亞乙基雙油醯胺、硬脂基芥酸醯胺、瓢兒菜基十八醯胺(emcylsteammide)、癸酸、月桂酸、肉豆蔻醚酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、11-十八碳烯酸、亞油酸、亞麻酸、桐酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸、二十四垸酸、神經酸、蠟酸、褐煤酸、癸酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕櫚酸酯、棕櫚油酸酯、硬脂酸酯、油酸酯、11-十八碳烯酸酯、亞油酸酯、亞麻酸酯、桐酸酯、花生酸酯、花生四烯酸酯、山嵛酸酯、二十四烷酸酯、神經酸酯、蠟酸酯、褐煤酸酯、季戊四醇單棕櫚酸酯(pentaerythritolmonopalmitate)、季戊四醇單硬月旨酸酉旨(pentaerythritolmonostearate)、季戊四醇二棕櫚酸酯(pentaerythritoldipalmitate)、季戊四醇棕櫚酸酯硬脂酸酯(pentaerythritolpalmitatestearate)、季戊四醇二硬脂酸酯(pentaerythritoldisteamte)及其類似物。有利的烴油包括但不限於礦物油、矽油及其類似物。適合本發明的潤滑材料進一步包括增塑劑、二價酸酯、矽氧烷、抗靜電胺、有機胺、乙醇醯胺、單甘油酯脂肪族胺和二甘油酯脂肪族胺(mono-anddi-glyceridefattyamines)、乙氧基化脂肪族胺、脂肪酸、硬脂酸鋅、硬脂酸、棕櫚酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、硫酸鹽例如硫酸鋅等及其類似物。上述潤滑材料可單獨或以其組合被使用。0027該電纜的特徵在於其將潤滑材料結合在該外皮塗層中，其中潤滑材料向外部浮散、遷移或者滲入該電纜外皮。如果期望，該外皮材料可以是稍微多孔的，因此使得該潤滑材料更容易向該外皮的外表面遷移。0028因此該電纜的外皮含有足夠的潤滑材料，以提供具有降低的摩擦係數的外表面。0029電纜製造裝置的特徵在於其可以包括在應用到該電纜芯之前將潤滑材料結合到該外皮材料的設備。0030所述裝置也可包括供給該潤滑材料的槽、將該潤滑材料與外皮材料混合的部分、以及將混合物應用到該電纜芯的部分。0031此外，該裝置也可包括壓力調節閥(一個或多個)、該潤滑材料槽和外皮材料槽的物位指示器(一個或多個)、和壓力表(一個或多個)。0032為了更好地理解本發明，附有附圖，其中示意性地並舉例地顯示實施方式。0033圖1是根據本發明的方法，所述的電纜製造裝置的示意性正視圖。本發明最佳的實施方式0034如在該圖中可了解，本發明所述電纜12的製造裝置11包括巻軸13，其將導線14供應給擠壓頭15，擠壓頭15又包括塑性材料17的槽16;潤滑材料19的槽18，所述潤滑材料19與塑性材料17混合併應用到導線14的外表面上；冷卻箱20，用於冷卻塑性材料17-潤滑材料19混合物的外表面，所述塑性材料17-潤滑材料19的混合物在該導線或電纜芯14上處於熔融或半熔融狀態；和巻軸21，其用於巻繞所得電纜12。0035在該圖中還可看到，該槽18可包括部分22，該潤滑材料可通過該部分進入槽16並且與塑性材料17混合；和部分23，在塑性材料17已經被引入擠壓頭15之後，潤滑材料19通過這部分可在某一點直接被引入到擠壓頭15。0036塑性材料17包括在電線和電纜產品中所用的已知材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、有機聚合的熱固性和熱塑性樹脂和彈性體、聚烯烴、共聚物、烯類、烯烴-乙烯基共聚物、聚醯胺、丙烯酸類、聚酯類、碳氟化合物及其類似物。0037本發明方法和由此生產的新型電纜包括如下步驟用塑性材料17和潤滑材料19的混合物塗覆導線或電纜芯14，和任選地冷卻由此形成的已塗敷電纜。0038因此，電纜12利用至少一種導線芯和外部塗層得到，其主要特徵在於其摩擦係數低，使其更容易安裝，因為該電纜在與其形成接觸的表面上滑動。0039本發明所得到的另一個有利特性是增加的耐"燒穿(bum-through)"性。"燒穿"或"拉過(pull-by)"是由於安裝期間在另一個電纜上拉一根電纜所產生的摩擦而導致的，這引起對其自身護套以及其它電纜的護套的損害以及最終的破壞。當使用本發明所述潤滑電纜時，產生燒穿所需的六英寸衝程循環數從100增至300。0040本發明電纜也可提高護套從該電纜末端剝離的容易程度——被稱為剝離性(stripability)。0041本發明進一步的優點是減少護套起皺。護套起鈹是由於護套相對於建築材料的摩擦而產生的，這使得該護套材料伸長並打褶。可導致護套損壞。在未潤滑電纜中反覆引起護套起皺的安裝情況，在已潤滑電纜護套中沒有弓I起起鈹。0042儘管已經提及本發明的具體實施方式，但對於本主題的技術人員來說，顯然的是所述電纜、方法和設備可以以許多方式被變更和修改，並且所提到的所有細節可用其它技術上等同的方式來代替，而沒有脫離所附權利要求所限定的保護範圍。0043舉例來說，電纜12，其上面施加有塑性材料17和潤滑材料19，可具有任何期望的構造，並且可以是光纖電纜或類似物。0044實驗上已經發現，使用本文所公開的潤滑材料適合提供相當大的電纜摩擦係數降低，這意味著安裝更容易，而無需向其添加任何外部元件，這是本發明所尋求的目標之一。實施例0045為了理解該護套潤滑體系對於拉動容易性的影響，利用了變更的UL(UnderwritersLaboratories,Inc.)託梁拉力測試。0046當經受穿過木塊鑽孔的斜鑽孔拉拽時，在UL71923節所概述的託梁拉力測試證實了NM-B型結構的外部PVC護套的完整性。0047該測試裝置由2"X4"布置的木塊組成，所述木塊具有穿過其寬面以15'鑽孔的孔。然後四個這樣的木塊被固定到一框架中，這些孔的中心線偏移10"，以在經過這些木塊的樣品中產生張力。一巻NM-B被置於低溫箱裡並且在-2(TC下保持24小時。該電纜的一部分通過該木板中的相應孔進入，其中從最後的木塊伸出的末端以與水平線成45'的角度拉出。然後該電纜被切斷，並且兩個其它的樣品從低溫箱內的巻中被拉出。沒有呈現出撕破或斷裂的護套並且保持如標準中所述的導線距離的樣品稱為符合。距離水平面15°UL託梁拉力測試0048經過木塊拉動電線提供了在安裝期間拉動NM-B所需力量的更多直接關係。由於這種關係，該託梁拉力測試起初是測量拉動容易程度的基礎，但是將這種"容易度"量化為可計量數據的測試必須被建立。0049可變速裝置被引入，以將該電纜樣品拉動經過該木塊。在該樣品與該拉動裝置之間安裝機電刻度尺，以提供該樣品中力大小的讀數。為產生後張力，已知重量(5-lbs)的物體被繫到該樣品末端。0050所記錄的數據表明，具有潤滑表面的NM-B結構降低了拉力。0051帶有鋼絲繩和旋轉滑輪的12-V恆速絞車被使用；該旋轉滑輪保持45度的拉動角度並且提供半速，以降低拉動速度，以便可得到更多的數據點。在緣子上鑽孔，由此這些樣品可通過該絞車被拉動。0052使用這種方法發現，當與標準未潤滑的NM-B樣品比較時，潤滑樣品產生大約50%的拉力降低。結果顯示在表1和2中，其中該數據以5秒的間隔被記錄。距離水平面15°修改的託梁拉力測試表ltableseeoriginaldocumentpage13tableseeoriginaldocumentpage14AAA-表示外層表1測試是在恆速下藉助使用1/2速度滑輪的絞車進行的表2測試是在電纜上進行的，其中5#重量懸掛在建築物入口處標準產品平均值本發明37.628919.37表2tableseeoriginaldocumentpage14tableseeoriginaldocumentpage15權利要求1.電纜的製造方法，其包括提供電導線；提供塑性材料；提供潤滑材料；將所述塑性材料和所述潤滑材料混合；和用所述的塑性材料和潤滑材料的混合物塗覆所述導線。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述塑性材料是小球形式。3.根據權利要求2所述的方法，其中在所述塑性材料被製成小球之前或被製成小球時，所述潤滑材料與所述塑性材料結合或混合。4.根據權利要求1所述的方法，其中在塗覆所述導線之前，所述潤滑材料被引入所述塑性材料並與之混合。5.根據權利要求1所述的方法，其中塗覆所述導線的所述步驟是通過將所述的塑性材料和潤滑材料的混合物擠壓到所述導線上而完成的。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述塑性材料和潤滑材料的混合物被引入擠壓機中。7.根據權利要求5所述的方法，其中所述塑性材料被引入擠壓機中，並且所述潤滑材料隨後被引入擠壓機中。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述潤滑材料選自脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯、金屬脂肪酸、烴油、增塑劑、矽油及其混合物。9.電纜，其包括至少一種導線芯和至少一種塑性材料塗層，所述塑性材料塗層中結合有潤滑材料。10.電纜製造裝置，其包括用於將導線供應給擠壓頭的巻軸，所述擠壓頭連接到含有塗覆所述導線的塑性材料的槽；以及用於巻繞所述電纜的巻軸，其包括將潤滑材料提供給所述擠壓頭的設備。11.電纜製造裝置，其包括用於將導線供應給擠壓頭的巻軸，所述擠壓頭連接到含有塗覆所述導線的塑性材料的槽；以及用於巻繞所述電纜的巻軸，其包括將潤滑材料提供給所述含有塑性材料的槽。12.電纜的製造方法，其包括提供電導線；提供塑性材料；提供潤滑材料；將所述塑性材料和所述潤滑材料混合；和用所述的塑性材料和潤滑材料的混合物塗覆所述導線，其中所述塑性材料的溫度為至少85'C;和冷卻所述塗覆導線。13.根據權利要求12所述的方法，其中在所述塗覆步驟期間，所述塑性材料的溫度為大約150°C。14.根據權利要求12所述的方法，其中在所述冷卻步驟期間，所述塑性材料和所述潤滑材料被冷卻至大約20°C。15.根據權利要求12所述的方法，其中所述潤滑材料選自脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯、金屬脂肪酸、烴油、增塑劑、矽油及其混合物。16.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括油醯胺。17.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括芥酸醯胺。18.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括礦物油。19.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括矽油。20.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括二價酸酯。21.根據權利要求15所述的方法，其中所述潤滑材料包括亞乙基雙硬脂醯胺。22.電纜的製造方法，其包括-提供電導線；提供塑性材料；提供潤滑材料；將所述塑性材料和所述潤滑材料混合；和用所述的塑性材料和潤滑材料的混合物塗覆所述導線，其中所述塑性材料的溫度為至少2(TC;和冷卻所述塗覆導線。23.用於降低電纜外表面與所述電纜接觸的結構之間的摩擦力的材料，所述材料選自脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯、金屬脂肪酸及其混合物。24.物質的組合物，其包括與塑性材料混合的潤滑材料，所述潤滑材料選自脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族酯、金屬脂肪酸及其混合物。全文摘要本發明包括電纜(12)，其具有降低的表面摩擦力，及其製造方法，所述製造方法包括如下步驟導線(14)用塑性材料(17)和潤滑材料(19)的混合物進行塗覆，其中所述已塗覆導線被冷卻。該電纜(12)包括至少一種導線(14)和至少一種塑性材料(17)的塗層，並且將潤滑材料(19)結合到該塑性材料(17)裡和/或上。製造該電纜(12)的裝置包括捲軸(13)，其將該導線(14)供應給擠壓頭(15)，擠壓頭(15)與分別含有用於塗覆該導線(14)的塑性材料(17)和潤滑材料(19)的槽(16和18)相連；以及捲軸(21)，其用於卷繞該電纜(12)。文檔編號H01B7/00GK101223609SQ200680022587公開日2008年7月16日申請日期2006年3月23日優先權日2005年5月24日發明者D·裡斯,H·拉姆,J·R·卡爾森,M·D·狄克遜,P·薩斯,R·D·庫默爾申請人:南方線材公司