CN103065712A - 护套容易剥去的电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆，其具有至少两根芯线，所述芯线分别具有由绝缘层包绕的导体，其中，芯线被由第一聚合物混合物制成的内护套和置于内护套上的由第二聚合物混合物制成的外护套包围，其中，第一和第二聚合物混合物的聚合物成分具有热塑性弹性体，并且内护套是起泡的。

Description

护套容易剥去的电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，其具有至少两根芯线、包围该芯线的内护套和置于内护套上的外护套或者由上述部分构成，本发明还涉及一种制造本发明电缆的方法。本发明的电缆具有内护套和外护套，它们易于从芯线上移除以便区段性地剥去护套。 
本发明尤其涉及外护套直接置于内护套上而并没有与内护套材料接合地连接的电缆，或者涉及外护套与内护套具有固定连接的电缆，优选是粘接或材料接合式连接。 
为了大量生产电缆，例如将接触元件连接到与绝缘层形成芯线的电导体上，需要将电缆端部区段中包围芯线的层完全移除。迄今需要在径向上完全切断内护套和外护套，以便能够将相邻的区段从芯线上移除。 
在按本发明的电缆中，内护套和外护套分别由聚合物混合物构成，该聚合物混合物的聚合物成分具有热塑性弹性体或者由其构成。热塑性弹性体尤其是热塑性的聚氨酯(TPU)，其例如是嵌段共聚物，其中由多元醇与二异氰酸酯形成的软链段与由二异氰酸酯与短链二元醇形成的硬链段相互交替。优选的热塑性聚氨酯聚合物可以是BASF公司的名称为Ellastolan的产品。 
背景技术
已知的是，制造具有至少两根芯线和围绕该芯线的由聚氨酯制成的护套的电缆。 
US 2008/0283272A1描述了一种电缆，其芯线被受外层共同挤压的泡沫所包绕。作为外层使用由包绕金属线制成的编织物，其向泡沫施加压力。 
DE 2025026描述了一种电缆，其在两层箔之间卷绕有由聚氨酯泡沫层构成的带状绝缘材料。在该卷绕层上还具有铝带屏蔽层并且其上具有由聚乙烯构成的外护套。 
EP 1176613A2描述了一种内护套的示例性混合物，其包括50%的聚醚型聚氨酯作为基础材料、20%的聚烯烃、29%的碳酸钙和1%的发泡剂，其上 具有外层。在此，外层可由相同的基础材料构成，如该基础材料也包含在发泡的混合物中。然而内层总是具有添加剂，例如是聚烯烃和碳酸钙。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电缆和其制造方法，该电缆可更简单地尤其通过以下方式批量生产，即，在只沿径向不完全地切断护套时，就可以从芯线上去除护套。 
该技术问题按本发明通过权利要求的特征、特别是如下的电缆得以解决，该电缆具有至少两根芯线，所述芯线分别具有由绝缘层包围的导体，其中，芯线被由第一聚合物混合物制成的内护套和由第二聚合物混合物制成的置于所述内护套上的外护套包围，其中，第一和第二聚合物混合物的聚合物成分具有热塑性弹性体或者由热塑性弹性体构成，优选具有5至70体积%的孔隙率，优选为15至40体积%，孔隙率更优选为20至30体积%，而外护套由第二聚合物混合物构成并且是实心的或者不具有孔隙率(孔隙份额)。内护套可以直接置于芯线上，备选地可以在芯线和内护套之间设置中间层。 
按本发明的电缆一般来说通过将至少两根芯线与第一聚合物混合物压力注塑包封并且同时或紧接其后用第二聚合物混合物压力注塑包封而制成，接下来使围绕芯线压力注塑包封的两种聚合物混合物硬化，尤其通过冷却而硬化。 
在按本发明的电缆的制造方法中，(优选相互捻在一起的)芯线用第一聚合物混合物压力注塑包封，并且同时或紧接其后用第二聚合物混合物压力注塑包封，使得芯线接触第一聚合物混合物，并且第一聚合物混合物直接与第二聚合物混合物邻接。在用第一聚合物混合物和第二聚合物混合物压力注塑包封芯线后对电缆进行冷却，从而产生由第一聚合物混合物构成的硬化发泡内护套以及置于其上(尤其是相连)的、由第二聚合物混合物构成的硬化外护套。外护套可以在没有材料接合的情况下形状配合地，优选材料接合地置于发泡内护套上。 
业已证实，尤其是优选第一和第二聚合物混合物围绕芯线的共挤出并且接下来两种聚合物混合物的共同硬化产生了第一聚合物混合物与第二聚合物混合物非常固定的(尤其是材料接合式的)连接，使得在按本发明的电缆上，形成内护套的第一聚合物混合物材料接合地与位于其上的形成电缆外护套 的第二聚合物混合物连接。由于内护套由基于热塑性弹性体的发泡的第一聚合物混合物构成，所以与未发泡的内护套相比，按本发明的电缆在具有较高弹性的同时减小了重量，这要归因于内护套的孔隙率。 
用按本发明的方法制造的本发明电缆的特殊优点在于，为了从芯线上去除护套，不完全地沿径向切割护套就足够了，例如通过部地径向切入护套，优选最多切到内护套和外护套之间的分界层区域中，接下来通过使护套区段平行于电缆纵轴线运动而移除护套区段。为了移除按本发明的电缆的护套区段，沿径向完全切断外护套并且保留内护套就足够了，因为在沿电缆纵轴线的纵向拉伸外护套时，内护套撕裂并且与外护套一起被移除。由此在由内外护套构成的护套中，可以只切割外护套横截面中垂直于电缆纵轴线的部分，从而在沿电缆纵轴线的纵向拉伸电缆护套时，可以移除直至只部分切割的护套横截面的护套区段。这尤其在以下实施形式中是有利的，其中外护套是内护套上的一个薄层，例如层厚为约0.05至20mm，优选0.2至1.5mm。优选在去除了护套区段的电缆区域内安装连接件，例如插头，可选地在去除芯线绝缘层之后。电缆的芯线可以具有传统的绝缘层，其例如由基于PVC的塑料混合物构成。芯线优选用分离剂涂层。 
一般来说，电缆可以具有至少两根芯线、围绕该芯线布置的内护套和包围内护套的外护套、可选地布置在芯线和内护套之间的箔和/或条带(Bandierung)和/或金属罩(尤其是金属网)，或者由以上构成。按照本发明，护套优选通过由发泡的第一聚合物混合物制成的内护套和置于其上的由未发泡的第二聚合物混合物制成的外护套组成，其中，该外护套在发泡的内护套上构成均匀的或实心的层。 
因此，具有至少两根芯线(该芯线被由第一聚合物混合物制成的内护套包绕，由第二聚合物混合物制成的外护套置于内护套上)的电缆的特征在于，构成所述内护套的第一聚合物混合物是起泡的，并且第一聚合物混合物的聚合物成分具有热塑性弹性体或者由其构成。内护套的第一聚合物混合物起泡形成的孔隙率优选为5至70体积%。进一步优选的是，热塑性弹性体由以下组中选出，该组由热塑性聚氨酯、热塑性聚酯聚醚聚合物、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、聚苯乙烯嵌段共聚物和上述物质的混合物组成，其中，第一聚合物混合物的聚合物成分尤其包含聚烯烃和/或乙烯丙烯二烯单体橡胶与热塑性弹性体的混合物或者由上述部分构成。聚苯乙烯嵌段 共聚物可以是聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)(SEBS)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)(SIS)、聚(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)(SEPS)、聚(苯乙烯-异丁烯-苯乙烯)(SIS)和上述物质的混合物中的一种。与热塑性弹性体混合存在的聚烯烃优选是结晶均聚物或结晶统计共聚物。热塑性聚合物与聚烯烃和/或乙烯丙烯二烯单体橡胶构成的热塑性弹性体可以任可选地交联。内护套优选直接置于芯线上。可选地，在芯线和内护套之间设有箔、条带和/或金属罩。构成内护套的第一聚合物混合物优选具有含有热塑性聚合物和起泡剂或由其构成的组成成分。构成外护套的第二聚合物混合物优选具有不带起泡剂的第一聚合物混合物的组成成分或者由其构成。 
按照本发明，制造电缆的方法(通过用第一聚合物混合物压力注塑包封至少两根芯线并且用第二聚合物混合物压力注塑包封第一聚合物混合物，接下来使第一和第二聚合物混合物硬化)的特征在于，构成内护套的第一聚合物混合物的聚合物成分是热塑性弹性体并且第一聚合物混合物包含起泡剂。压力注塑包封优选借助挤出机进行，调节该挤出机的温度，从而将所述第一聚合物混合物的温度调节到起泡剂的分解温度。优选通过以下方式从所述电缆上去除端部的护套区段，即，沿径向环绕地切断所述外护套并且使邻接切断处的端部护套区段沿电缆的纵轴线运动。在此，优选将所述外护套只环绕地切断至与所述内护套邻接，并且尤其在所述外护套与内护套通过沿电缆纵轴线的运动而被除去的区段上安装连接件。 
附图说明
现在根据实施例并且参照附图详细阐述本发明，该附图以横剖面示意性地示出按本发明的电缆的结构。 
具体实施方式
一般来说，电缆优选在总体上具有圆柱形外周或圆形横截面，这与传统的圆形电缆一致，其中进一步优选的是，外护套具有基本上统一的层厚。在进一步优选的实施形式中，外护套以较小的层厚设置在内护套上，因此外护套的层厚例如为0.05至20mm，优选为0.2至10mm，更优选为0.3至1.5mm或0.8至1.0mm。 
在附图中借助双芯电缆示意性地示出按本发明的电缆结构。芯线1分别 由导体2(尤其是被绝缘层3包围的绞合导线)构成。芯线1相互捻在一起并且被设置其上的内护套4包绕，该内护套优选具有圆形的外周。内护套4由含有气泡的第一聚合物混合物构成，其聚合物成分具有热塑性弹性体或者由其构成。置于内护套4上设有层厚恒定的外护套5，因此外护套具有圆环形的横截面。外护套5由第二聚合物混合物构成，其聚合物成分具有热塑性弹性体或者由其构成，其中，外护套5不具有气泡。 
热塑性弹性体可以是热塑性聚氨酯、热塑性聚酯聚醚弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、聚苯乙烯嵌段共聚物或热塑性弹性体(尤其是聚苯乙烯嵌段共聚物)与聚烯烃和/或乙烯丙烯二烯单体橡胶(EPDM)的混合物。一般来说，聚苯乙烯嵌段共聚物可以是聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)(SEBS)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)(SIS)、聚(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)(SEPS)、聚(苯乙烯-异丁烯-苯乙烯)(SIS)和上述物质的混合物中的一种。 
热塑性弹性体可以由含有至少一种弹性体的热塑性聚烯烃和/或含有至少一种交联弹性体的热塑性聚烯烃构成。与热塑性弹性体混合存在的聚烯烃可以是结晶均聚物或结晶统计共聚物，尤其由丙烯和乙烯单元构成和/或具有C4-至C10-α-烯烃单元，尤其是具有1-丁烯单元、1-己烯单元、4-甲基-1-戊烯单元。α-烯烃单元可以是不饱和的或者是饱和的。弹性体聚烯烃可以例如是乙烯丙烯橡胶(EPR)，任选地具有二烯改性(EPDM)。 
热塑性聚合物优选是热塑性聚氨酯(TPU)，例如热塑性聚醚型聚氨酯(Polyether-TPU)和/或热塑性聚酯型聚氨酯(Polyester-TPU)。 
可选地，热塑性聚合物由共聚酯弹性体、聚烯烃弹性体或其混合物构成。 
作为热塑性聚合物的热塑性聚酯聚合物包括具有聚酯链段和聚醚链段的那些聚合物，并且具有例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成的硬链段和由聚四甘醇醚(PTMG)形成的软链段、由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成的硬链段和由聚己内酯(PCL)形成的软链段或者由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成的硬链段和由二聚体脂肪酸形成的软链段。全部所述的热塑性弹性体既能够以纯的形式作为聚合物使用也可以与不同的添加剂如抗氧化剂、填料、色素和其它添加物混合使用。 
在硬化后形成内护套的优选的第一聚合物混合物具有以下组成部分或者由其构成： 
-热塑性弹性体，例如占80-100重量比例，优选为聚氨酯， 
-起泡剂，例如携带有气态的氮气或二氧化碳，优选为至少一种在分解时产生气体的化学起泡剂，例如选自以下的组：该组包括碱金属或碱土金属或铝、过渡金属或具有酸载体的铵的碳酸盐、重碳酸盐、碳酸氢盐、氨基甲酸盐，或者由上述物质构成，所述酸载体例如碳酸与碳酸氢钠(可作为Hydrocerol BM 70从Clariant获得)的混合物或者柠檬酸(可作为Hydrocerol A从Clariant获得)。 
在硬化后形成外护套的第二聚合物混合物可以具有对于第一聚合物混合物给出的组成成分，可选地具有相同的组成成分，但不具有起泡剂。 
实施例1：制造电缆
在传统的挤出机中，第一挤出机将第一聚合物混合物输送给挤出机喷嘴，并且第二挤出机将第二聚合物混合物输送给挤出机喷嘴，该挤出机喷嘴围绕导引芯线的中央通道具有用于第一聚合物混合物的第一环形出口和围绕该第一环形出口的用于第二聚合物混合物的第二环形出口，两根相互捻在一起的芯线在挤出机中压力注塑包封。在用第一和第二聚合物混合物对捻在一起的芯线基本上同时进行压力注塑包封之后，通过冷却使聚合物混合物硬化。 
对于第一聚合物混合物使用Hydrocerol BM 70，备选使用Hydrocerol A作为起泡剂。内护套的聚合物混合物：TPU(Elastollan)加重量百分比为1%的Hydrocerol BM 70。 
对于每根电缆，第二聚合物混合物具有与第一聚合物混合物相同的成分，但不具有起泡剂Hydrocerol。 
将挤出机的头部温度调节为约200℃。业已证实，通过挤出时的加工温度，第一聚合物混合物起泡，并且第一和第二聚合物混合物在其挤出之后的硬化产生了具有机械稳定的护套的电缆。 
所产生的电缆具有带约20至30体积%气泡的发泡的内护套和置于内护套上的具有光滑表面的实心外护套。外护套的横截面呈圆环形；内护套填充芯线之间的区域(Zwickel)直至到达外护套的圆形内横截面。 
实施例2：剥去电缆护套
为了去除护套区段，按照实施例1制成的电缆在距离端部例如1至2cm处被沿径向切割，使得外护套被环绕地切断至邻接的内护套。 
在这些实验中证实，为了剥去护套，沿径向将护套环绕地切割外护套的层厚就足够了，尤其是切割至与内护套的分界层，以便能够使护套(包括内护套)沿轴向与芯线脱离。 
这个例子示出，按本发明的电缆的特殊优点在于，为了剥去护套只需要沿径向环绕地切割外护套，以便使由内外护套构成的护套的端部区段沿轴向与芯线脱离。由此，不用将外护套和内护套沿径向完全切断(即切割至芯线处)，而这种完全切断在为具有实心的即未起泡的内护套和由基于聚氨酯的聚合物混合物制成的外护套的电缆剥去护套时是必须的。 
附图标记清单 
1芯线 
2导体 
3绝缘层 
4内护套 
5外护套。 

Claims (11)

1.一种具有至少两根芯线(1)的电缆，所述芯线被由第一聚合物混合物制成的内护套(4)包围，由第二聚合物混合物制成的外护套(5)置于所述内护套(4)上，
其特征在于，构成所述内护套(4)的第一聚合物混合物是起泡的，并且由热塑性弹性体和起泡剂构成，并且构成所述外护套(5)的第二聚合物混合物由不含起泡剂的第一聚合物混合物的组成成分构成，其中，热塑性弹性体由以下组中选出：该组由热塑性聚氨酯、热塑性聚酯聚醚聚合物、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、聚苯乙烯嵌段共聚物和上述物质的混合物组成。
2.按权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述内护套(4)的第一聚合物混合物起泡形成的孔隙率为5至70体积%。
3.按权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述聚苯乙烯嵌段共聚物是聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)(SEBS)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)(SIS)、聚(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)(SEPS)、聚(苯乙烯-异丁烯-苯乙烯)(SIS)和上述物质的混合物中的一种。
4.按前述权利要求之一所述的电缆，其特征在于，所述与热塑性弹性体混合存在的聚烯烃是结晶均聚物或结晶统计共聚物。
5.按前述权利要求之一所述的电缆，其特征在于，所述内护套(5)直接置于所述芯线(1)上。
6.按权利要求1至4之一所述的电缆，其特征在于，在所述芯线(1)和所述内护套(4)之间布置有箔、条带和/或金属罩。
7.一种用于制造电缆的方法，其中，用第一聚合物混合物压力注塑包封至少两根芯线(1)并且用第二聚合物混合物压力注塑包封该第一聚合物混合物，随后使第一和第二聚合物混合物硬化，其特征在于，
构成内护套的第一聚合物混合物由含有起泡剂的热塑性弹性体构成，并且构成外护套(5)的第二聚合物混合物由不含起泡剂的第一聚合物混合物的组成成分构成，其中，热塑性弹性体由以下组中选出，该组由热塑性聚氨酯、热塑性聚酯聚醚聚合物、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、聚苯乙烯嵌段共聚物和上述物质的混合物组成。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，压力注塑包封借助挤出机进行，调节该挤出机的温度，从而将所述第一聚合物混合物的温度调节到起泡剂的分解温度。
9.按权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过以下方式从所述电缆上去除端部的护套区段，即，沿径向环绕地切断所述外护套(5)并且使邻接该切断处的端部护套区段沿电缆的纵轴线运动。
10.按权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，将所述外护套(5)环绕地只切断至其与所述内护套(4)邻接处为止。
11.按权利要求7至10之一所述的方法，其特征在于，在所述外护套与内护套通过沿电缆纵轴线的运动而脱离开的区段上安装连接件。
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