專利名稱：皮/泡沫/皮物理發(fā)泡電纜及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬通信電纜及其制造方法。
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高，通信事業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，電話裝機(jī)數(shù)的不斷增加，郵電通信部門面臨如何充分利用現(xiàn)有管道而增加電纜容量的問題，采用絕緣層物理發(fā)泡是解決這一問題的有效辦法。人們希望能在不增加外徑的條件下增大單根電纜容量，其途徑之一是減小導(dǎo)體線徑，導(dǎo)體線徑0.4mm減小到0.32mm，但衰減也將有較大的增加，限制了用戶線長(zhǎng)度；其途徑之二是導(dǎo)體線徑不變，通過絕緣層或一部份絕緣層發(fā)泡，減少其介電常數(shù)，在電纜工作電容要求不變時(shí)，可以減小絕緣層的厚度，來減小絕緣單線外徑，從而在相同直徑的電纜中可以容納更多的對(duì)數(shù)。國(guó)內(nèi)只有泡沫芯皮絕緣，發(fā)泡方法采用化學(xué)發(fā)泡。
本發(fā)明的目的是研制出一種采用物理發(fā)泡層，減薄絕緣層厚度，具有容量大，外徑小，成本低的通信電纜。
本發(fā)明電纜的結(jié)構(gòu)為在銅導(dǎo)體1，表面上覆蓋一層厚10μm的實(shí)心內(nèi)皮2，中間層為發(fā)泡層3，厚度為65μm，最外層為表皮實(shí)心層4，厚度為45～50μm。內(nèi)層實(shí)心內(nèi)皮先用低密度聚乙烯(LDPE)，其熔融指數(shù)為0.7g/10min，其作用是增加絕緣與導(dǎo)體的粘著力和提高絕緣層的氣密性，這一層應(yīng)盡量薄一點(diǎn)，以減小它對(duì)絕緣介電常數(shù)的影響。中間層發(fā)泡層材料是一種高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物，LDPE的數(shù)目為33％，外加2％的成核劑。其中HDPE起關(guān)鍵作用，它的特性影響發(fā)泡過程，LDPE的主要作用是在高結(jié)晶度的高熔融指數(shù)時(shí)幫助喂料。在物理發(fā)泡時(shí)較好的HDPE應(yīng)具有密度大于0.960g/cm3，熔融指數(shù)在7～8g/10min，高結(jié)晶度，非常窄的分子量分布。成核劑的作用是幫助氮?dú)庾⑸湓谌芙獾木酆衔飼r(shí)形成均勻的氣泡。物理發(fā)泡的最大發(fā)泡度達(dá)到70％。外層表皮實(shí)心層采用高密度聚乙烯HDPE，其熔融指數(shù)為0.7g/10min，加入20％量的色母粒。
HYPA皮/泡沫/皮物理發(fā)泡電纜的制造工藝，其關(guān)鍵在于前道絕緣單線工藝，其次是后道張力，成纜外徑的確定。其單線工藝流程如下一、拉絲φ2.5mm銅絲進(jìn)線，經(jīng)17道模子拉成規(guī)格為0.4mm的銅絲，延伸率為24％，出線模為0.406mm，銅拔絲油的深度為3-5％，拉比油溫度不超過60℃。
二、韌煉經(jīng)拉絲出來的銅絲進(jìn)行連續(xù)韌煉，以便能退火均勻，韌煉電壓150-160V，韌煉電流為50-60A。
三、預(yù)熱預(yù)熱為了減小塑料層對(duì)銅絲的溫差，增加他們的粘附力，預(yù)熱溫度為100℃。
四、擠制皮/泡沫/皮三層絕緣1、為克服以往皮/泡沫/皮絕緣氣密性不好的問題，特在銅絲和發(fā)泡層之間加了一層10μm厚的實(shí)心內(nèi)皮，即可用低密度聚乙烯(LDPE)，也可用高密度聚乙烯(HDPE)。
1.1內(nèi)皮擠塑機(jī)各段的溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3H1H2150 200 220 230 2301.2內(nèi)皮擠塑機(jī)螺桿直徑為30mm，機(jī)頭壓力為450-600bar，超過550bar得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速要和線速度相協(xié)調(diào)。
2、外皮也為實(shí)心皮，采用HDPE，增加機(jī)械強(qiáng)度和介電強(qiáng)度，厚為45-50μm。
2.1外皮擠塑機(jī)各段溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3Z4H1H2H3H4150 200 220240250260250 302.2外皮擠塑機(jī)螺桿直徑為45mm，機(jī)頭壓力為500bar，超過600bar得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速要和線速度相協(xié)調(diào)。
2.3顏色只加在這一層，大大減少了其色母粒的用量，配比一般按螺桿速的比例進(jìn)行配比，黑色一般為20‰，其余在30-45‰。
3、泡沫層采用物理發(fā)泡，即借助壓力把N2均勻的溶于高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)熔融混合物中，高密度聚乙烯(HDPE)起主導(dǎo)作用，低密度聚乙烯(LDPE)的主要作用是在高結(jié)晶度的高熔融指數(shù)時(shí)幫助喂料，也有利于泡孔的穩(wěn)定，發(fā)泡氣體采用N2，其優(yōu)越性在于對(duì)其高聚物的滲透性很小，有利于生成均勻的泡泡孔，并且不易燃燒。
3.1泡沫層擠出機(jī)的各段溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3Z4Z5Z6H1H2H3H480170 185 195 210220230 240 245 2503.2N2的注入壓力直接影響到發(fā)泡度和絕緣介電常數(shù)，從而影響到同軸電容，所以控制N2的注入壓力是關(guān)鍵，一般N2的注入壓力為300bar，產(chǎn)生N2壓力靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速唾噴嘴尺寸，噴嘴型號(hào)9～12L/h；氮?dú)馄繅毫?～12MPa。
3.3泡沫層擠出機(jī)的頭壓力為400bar，大于550bar，得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速得和線速度相協(xié)調(diào)。
3.4為了提高工作效率，適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)螺桿壽命，對(duì)螺桿運(yùn)行冷卻，散發(fā)熱量，螺桿冷卻溫度為90℃。
五、冷卻一經(jīng)三機(jī)頭擠制好的皮/泡沫/皮絕緣單線就先由自由移動(dòng)的恒溫水槽冷卻，再由冷水充分冷卻，恒溫冷卻水槽溫度40-45℃，它能自動(dòng)向前或向后移動(dòng)來平衡，螺桿轉(zhuǎn)速，線速度的微妙波動(dòng)而帶來同軸電容的變異。
六、同軸電容、單線直徑檢測(cè)充分冷卻后絕緣單線經(jīng)電容檢測(cè)儀，直徑檢測(cè)儀檢測(cè)顯示，并能直接反饋給主機(jī)，恒定絕緣單線直徑和同軸電容。
七、銅絲為0.4mm規(guī)格的皮/泡沫/皮物理發(fā)泡單線耐電壓力1.2KV。
八、收線張力200bar，用500mm×500mm塑料盤裝載，自動(dòng)換盤，不停擱。
皮/泡沫/皮物理發(fā)泡絕緣單線生產(chǎn)工藝成熟，生產(chǎn)率高，只要銅材質(zhì)量好，線速度可達(dá)2000m/min以上，單線質(zhì)量穩(wěn)定。
其它工序均同HYA電纜，皮/泡沫/皮物理發(fā)泡單線不象實(shí)心單線，其具有一定的彈性，絕緣易被拉細(xì)，且也易擦傷，所以后道張力必須嚴(yán)格控制，必須采用光潔精確的模子，對(duì)絞和成纜速度不宜過快，成纜時(shí)包扎、屏蔽帶松緊也要適宜，最終HYPA2400×2×0.4的外徑約為68mm，而HYA2400×2×0.4電纜外么約為72mm，而各項(xiàng)性能均達(dá)標(biāo)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與泡沫/皮(化學(xué)發(fā)泡)電纜的比較1、不影響介質(zhì)性能；2、對(duì)銅絲的粘附性優(yōu)于泡沫/皮電纜；3、對(duì)絕緣的電氣強(qiáng)度優(yōu)于泡沫/皮電纜，突出的優(yōu)點(diǎn)是電纜直徑小，容納對(duì)數(shù)大，高頻性能好，同時(shí)節(jié)省材料，降低成本。
附

圖1為本發(fā)明的電纜線的截面圖附圖2為皮/泡沫/皮物理發(fā)泡絕緣單線生產(chǎn)工藝流程圖
ANSI/ICEA S-85-625-1989國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與本產(chǎn)品實(shí)測(cè)值的比較。
權(quán)利要求
1.一種皮/泡沫/皮物理發(fā)泡電纜，其特征在于在銅導(dǎo)體1，表面上覆蓋一層厚10μm的實(shí)心內(nèi)皮2，中間層為發(fā)泡層3，厚度為65μm，最外層為表皮實(shí)習(xí)層4，厚度為45～50μm。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡電纜，其特征在于實(shí)心內(nèi)皮用低密度聚乙烯(LDPE)，其熔融指數(shù)為0.7g/10min。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡電纜，其特征在于中間層材料是高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物，LDPE的數(shù)目為33％，外加2％的成核劑，HDPE的密度大于0.960g/cm3，熔融指數(shù)在7～8g/10min，高潔晶度，非常窄的分子量分布。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)泡電纜，其特征在于外層表皮實(shí)心層采用高密度聚乙烯HDPE，其熔融指數(shù)為0.7g/10min，加入20％量的色母粒。
5.一種皮胞沫/皮物理發(fā)泡電纜的制作工藝，其特征是關(guān)鍵在于前道絕緣單線工藝，其次是后道張力，單線工藝流程如下一、拉絲φ2.5mm銅絲進(jìn)線，經(jīng)17道模子拉成規(guī)格為0.4mm的銅絲，延伸率為24％，出線模為0.406mm，銅拔絲油的深度為3-5％，拉比油溫度不超過60℃；二、韌煉經(jīng)拉絲出來的銅絲進(jìn)行連續(xù)韌煉，韌煉電壓150-160V，韌煉電流為50-60A；三、預(yù)熱預(yù)熱溫度為100℃；四、擠制皮/泡沫/皮三層絕緣A、在銅絲和發(fā)泡層之間加了一層10mm厚的實(shí)心內(nèi)皮，即可用低密度聚乙烯(LDPE)，也可用高密度聚乙烯(HDPE)；a.內(nèi)皮擠塑機(jī)各段的溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3H1H2150200220230230b.內(nèi)皮擠塑機(jī)螺桿直徑為30mm，機(jī)頭壓力為450-600bar，超過550bar得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速要和線速度相協(xié)調(diào)；c.外皮擠塑機(jī)各段溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3Z4H1H2H3H415020022024025026025030d.外皮擠塑機(jī)螺桿直徑為45mm，機(jī)頭壓力為500bar，超過600bar得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速要和線速度相協(xié)調(diào)；e.顏色只加在這一層，大大減少了其色母粒的用量，配比一般按螺桿速的比例進(jìn)行配比，黑色一般為20‰，其余在30-45‰；f.泡沫層采用物理發(fā)泡，即借助壓力把N2均勻的溶于高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)熔融混合物中，發(fā)泡氣體采用N2；g.泡沫層擠出機(jī)的各段溫度參數(shù)(℃)Z1Z2Z3Z4Z5Z6H1H2H3H480170 185 195 210 220230 240 245 250h.N2的注入壓力直接影響到發(fā)泡度和絕緣介電常數(shù)，從而影響到同軸電容，所以控制N2的注入壓力是關(guān)鍵，一般N2的注入壓力為300bar，產(chǎn)生N2壓力靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速唾噴嘴尺寸，噴嘴型號(hào)9～12L/h；氮?dú)馄繅毫?～12MPa；i.泡沫層擠出機(jī)的頭壓力為400bar，大于550bar，得更換過濾網(wǎng)，螺桿轉(zhuǎn)速得和線速度相協(xié)調(diào)；j.對(duì)螺桿運(yùn)行冷卻，散發(fā)熱量，螺桿冷卻溫度為90℃；五、冷卻一經(jīng)三機(jī)頭擠制好的皮/泡沫/皮絕緣單線就先由自由移動(dòng)的恒溫水槽冷卻，再由冷水充分冷卻，恒溫冷卻水槽溫度40-45℃，它能自動(dòng)向前或向后移動(dòng)來平衡，螺桿轉(zhuǎn)速，線速度的微妙波動(dòng)而帶來同軸電容的變異；六、同軸電容、單線直徑檢測(cè)充分冷卻后絕緣單線經(jīng)電容檢測(cè)儀，直徑檢測(cè)儀檢測(cè)顯示，并能直接反饋給主機(jī)，恒定絕緣單線直徑和同軸電容；七、銅絲為0.4mm規(guī)格的皮/泡沫/皮物理發(fā)泡單線耐電壓力1.2KV；八、收線張力200bar，用500mm×500mm塑料盤裝載，自動(dòng)換盤，不停擱。
全文摘要
本發(fā)明屬通信電纜及其制造方法。它在銅導(dǎo)體表面上覆蓋一層實(shí)心內(nèi)皮，中間層為發(fā)泡層，最外層為表皮實(shí)心層，內(nèi)層實(shí)心皮選用低密度聚乙烯(LDPE)，中間層材料是高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯的混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電纜直徑小，容納對(duì)數(shù)大，高頻性能好，同時(shí)節(jié)省材料，降低成本，適用于現(xiàn)有市話管道的尺寸。
文檔編號(hào)H01B11/00GK1162822SQ9710047
公開日1997年10月22日 申請(qǐng)日期1997年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月14日
發(fā)明者吳林水, 徐乃英, 吳連榮, 俞興明, 周正根, 吳國(guó)偉, 李玉琴, 朱永明, 沈立新 申請(qǐng)人:吳江市盛澤通信電纜廠