ES2287177T3 - Proceso para la produccion de un cable multipolar, y cable multiplar producido a partir del mismo. - Google Patents
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Abstract
Proceso de fabricación de un cable multipolar (10) que comprende por lo menos un par de núcleos, comprendiendo cada núcleo por lo menos un elemento conductor (1) y por lo menos una capa de aislante eléctrico (2) en una posición radialmente externa a dicho por lo menos un elemento conductor (1), comprendiendo dicho proceso las siguientes etapas: a) se ensambla por lo menos un par de núcleos para formar un elemento ensamblado (20) provisto de una pluralidad de zonas intersticiales (3) entre dichos núcleos, y b) se depositan mediante coextrusión: - un material polimérico expandible en una posición radialmente externa a dichos núcleos para llenar dichas zonas intersticiales (3) y formar una capa de relleno (4) de sección transversal sustancialmente circular, y - por lo menos una capa de contención (5) de material polimérico en una posición radialmente externa a dicha capa de relleno (4).
Description
Proceso para la producción de un cable
multipolar, y cable multipolar producido a partir del mismo.
La presente invención se refiere a un proceso
para la producción de un cable multipolar, en particular un cable
multipolar para el transporte o distribución de energía eléctrica de
voltaje bajo o medio.
Además, la presente invención se refiere a un
cable multipolar, en particular a un cable multipolar para el
transporte o distribución de energía eléctrica de voltaje bajo o
medio.
En la presente descripción, la expresión
"voltaje bajo" significa un voltaje por debajo de
aproximadamente 1 kV, la expresión "voltaje medio" significa
un voltaje entre aproximadamente 1 kV y aproximadamente 30 kV, y la
expresión "voltaje alto" significa un voltaje por encima de
aproximadamente 30 kV.
En la presente descripción y en las
reivindicaciones que se ofrecen a continuación, el término
"núcleo" del cable significa una estructura semifinita que
comprende un elemento conductor y por lo menos una capa de
aislamiento eléctrico situada en una posición la cual es radialmente
externa a dicho elemento conductor. Más particularmente, cuando se
considera un cable para el transporte o distribución de energía
eléctrica de voltaje medio/alto, dicho "núcleo" comprende
además una cubierta semiconductora interna ubicada en una posición
la cual es radialmente externa al elemento conductor, una cubierta
semiconductora externa ubicada en una posición la cual es
radialmente externa a la capa de aislamiento eléctrico y una
pantalla metálica en una posición la cual es radialmente externa a
dicha cubierta semiconductora externa.
Además, a efectos de la presente descripción y
de las reivindicaciones que se ofrecen posteriormente, la expresión
"cable multipolar" significa un cable provisto de por lo menos
un par de "núcleos" según se ha definido anteriormente. De
forma más detallada, si el cable multipolar tiene un número de
núcleos igual a dos, dicho cable se define técnicamente usando la
expresión "cable bipolar", y si el número de cables es igual a
tres dicho cable se conoce como "cable tripolar", y así
sucesivamente.
Los núcleos antes mencionados, en un número el
cual se predetermina según el cable multipolar deseado, una vez
obtenidos, se unen entre sí para formar el denominado "elemento
ensamblado".
En la presente descripción y en las
reivindicaciones que se ofrecen posteriormente, la expresión
"elemento ensamblado" de un cable multipolar significa una
estructura compuesta formada a partir de los núcleos que posee ese
cable. Preferentemente, dicha estructura compuesta se obtiene
devanando helicoidalmente dichos núcleos entre sí según un paso
predeterminado.
Como consecuencia de su naturaleza, en el
sentido de que la misma se obtiene devanando por lo menos un par de
núcleos entre sí, dicho elemento ensamblado tiene una pluralidad de
zonas intersticiales las cuales están definidas por los espacios
comprendidos entre los núcleos. En otras palabras, el devanado de
dichos núcleos da origen a una pluralidad de huecos, es decir, las
zonas intersticiales, las cuales, en una sección transversal a lo
largo de la magnitud longitudinal del elemento ensamblado, definen
un perfil perimétrico externo de dicho elemento, de tipo no
circular.
Por esta razón, para permitir la correcta
aplicación de las capas sucesivas que posee el cable multipolar, en
una posición la cual es radialmente externa a dicho elemento
ensamblado, el proceso de producción para un cable multipolar
comprende la etapa de llenado de dichas zonas intersticiales para
comunicar al elemento ensamblado una sección transversal regular,
preferentemente de tipo circular.
Dichas zonas intersticiales, las cuales se
conocen también con la expresión "áreas en estrella", se
llenan generalmente con una sustancia de carga del tipo
convencional, por ejemplo, un material polimérico aplicado mediante
extrusión.
Una vez que se ha completado dicha etapa de
llenado y que al cable multipolar semiacabado obtenido hasta el
momento se le ha dotado de una sección transversal de tipo circular,
se realiza el acabado de dicho cable con la aplicación de por lo
menos una capa adicional, cuya naturaleza, así como el número de
capas que se pueden usar, depende del tipo de cable multipolar a
obtener.
Por ejemplo, según un esquema de construcción
del tipo convencional realizado mediante el uso de técnicas
conocidas en la materia, en una posición radial externa al cable
semiacabado antes mencionado, que se ha obtenido hasta el momento,
es posible aplicar, de forma sucesiva, un refuerzo metálico (por
ejemplo, en forma de cintas o hilos metálicos, realizados
generalmente con acero, o en forma de una funda metálica, realizada
generalmente con plomo o aluminio) y una funda polimérica externa.
En algunos casos, la aplicación del refuerzo metálico viene
precedida por la aplicación de una funda polimérica interior
adecuada para proporcionar al elemento ensamblado una protección
mecánica con respecto al refuerzo metálico.
Según una forma adicional de realización,
descrita en la solicitud de patente WO 98/52197 a nombre del
solicitante, se puede aplicar una capa de material polimérico
expandido de un grosor adecuado en una posición la cual es
radialmente externa al cable semiacabado antes mencionado, obtenido
hasta el momento, siendo capaz dicha capa de material polimérico
expandido, de comunicar al cable antes mencionado una resistencia
elevada a impactos accidentales que podría experimentar dicho cable
durante las etapas de transporte o tirado del cable. De hecho,
dichos impactos pueden provocar desperfectos considerables en la
estructura del cable (por ejemplo, deformación de la capa aislante,
desprendimiento de las capas del cable) que determinen, por ejemplo,
cambios en el gradiente eléctrico de la capa aislante con una
reducción consecuente de su capacidad aislante.
Además, en general, según técnicas conocidas, se
aplica una funda polimérica externa adecuada para comunicar al
cable una mayor protección mecánica con respecto al entorno externo,
en una posición la cual es radialmente externa a dicha capa de
material polimérico expandido.
Por otra parte, el documento WO 98/52197 antes
citado prevé la posibilidad de llenar las zonas intersticiales
antes mencionadas con un material polimérico expandido, similar al
que se usa para una capa resistente a los impactos accidentales
según se ha ilustrado anteriormente, en lugar de una sustancia de
carga convencional.
De hecho, según el solicitante, dicha forma de
realización presenta algunas ventajas importantes.
En primer lugar, el uso de un material
polimérico expandido posibilita la obtención de un cable que es más
ligero que un cable similar cuyas zonas intersticiales se llenen con
una sustancia de carga convencional.
Dicho aspecto es significativo por cuanto la
posibilidad de proporcionar un cable que sea más ligero que otro
convencional se refleja en una mayor facilidad de transporte, y
consecuentemente en unos costes reducidos del transporte, así como
en una manipulación más simplificada del cable durante la etapa de
tirado. En relación con esto, merece la pena resaltar que cuanto
menor sea el peso total del cable a instalar (por ejemplo,
directamente en una zanja excavada en tierra o en un conducto
enterrado), menor será la fuerza de tracción que es necesaria
aplicar al cable para instalarlo. Por lo tanto, esto significa tanto
unos menores costes de instalación como una mayor simplicidad de
las operaciones de instalación.
Una segunda ventaja la proporciona el hecho de
que el uso de un material polimérico expandido en una posición
radialmente interna en la estructura del cable multipolar, es decir,
en las zonas intersticiales antes mencionadas del elemento
ensamblado, así como en una parte del cable que esté más próxima a
sus superficie externa, ayuda a comunicar al propio cable una mayor
protección mecánica, es decir, una mayor resistencia mecánica a
impactos accidentales según se ha definido anteriormente.
Una ventaja adicional reside en el hecho de que
el uso de un material polimérico expandido para sustituir una
sustancia de carga convencional ayuda a aumentar la flexibilidad del
cable, hecho el cual, una vez más, se refleja en una manipulación
mejorada del cable, con repercusiones ventajosas, tal como ya se ha
mencionado, particularmente durante su instalación.
No obstante, el solicitante es de la opinión de
que la aplicación de un material polimérico expandible en las zonas
intersticiales del elemento ensamblado que posee un cable multipolar
es una operación compleja la cual requiere un cuidado especial. De
hecho, una aplicación incorrecta de dicho material en el interior
de las zonas intersticiales del elemento ensamblado dará como
resultado la aparición de irregularidades estructurales inaceptables
del cable.
Más particularmente, el solicitante ha observado
que la aplicación de un material polimérico expandible y su
expansión sobre una superficie que tenga un perfil perimétrico
externo de tipo no circular provoca una expansión irregular de
dicho material, y este tiende a expandirse más en algunas zonas que
en otras.
En otras palabras, el material polimérico tiende
a expandirse más en las zonas en las que hay más espacio disponible
para ello.
Por ejemplo, en el caso de que se considere un
cable tripolar, el elemento ensamblado, formado por el devanado
helicoidal de tres núcleos dependientes, tiene tres zonas
intersticiales con secciones transversales de una forma
sustancialmente triangular, estando dirigida la base de cada
triángulo hacia el extradós del elemento ensamblado mientras que
los dos lados restantes de dicho triángulo quedan definidos por el
perfil externo de dos núcleos adyacentes del cable. En esta
configuración, el material polimérico, el cual está diseñado para
llenar las zonas intersticiales y el cual se aplica mediante
extrusión en una posición radialmente externa al elemento
ensamblado, se expande más en la parte de la zona intersticial que
está más próxima a la base del triángulo antes mencionado, ya que
en correspondencia con dicha base, el material polimérico tiene más
espacio disponible para expandirse.
La expansión no uniforme del material polimérico
dentro de cada zona intersticial, es decir, en el extradós del
elemento ensamblado, comunica al cable semiacabado obtenido hasta el
momento, es decir, al elemento ensamblado más la sustancia de
carga, en las zonas intersticiales, una sección transversal de tipo
irregular, ya que la misma tiene una pluralidad de protuberancias,
las cuales en algunos casos son incluso muy pronunciadas, en los
lugares en las que la expansión del material polimérico ha sido
mayor.
Por ejemplo, en el caso del cable tripolar antes
mencionado, la sección transversal del cable semiacabado obtenido
hasta el momento tiene un perfil perimétrico externo el cual es
sustancialmente trilobulado, situándose la mayor curvatura de cada
lóbulo en correspondencia con la base del triángulo antes
definida.
La aparición de un fenómeno de este tipo resulta
particularmente no deseable ya que genera una pluralidad de
inconvenientes.
En primer lugar, la obtención de un elemento
ensamblado el cual tiene un perfil perimétrico externo de tipo no
circular en una sección transversal significa que las capas que se
aplican subsiguientemente en una posición radialmente externa a
dicho elemento ensamblado, con independencia de la naturaleza del
cable multipolar a producir, ya sea del tipo convencional o según
se describe en la solicitud de patente antes mencionada WO
98/52197, seguirán dicho perfil perimétrico externo no circular y
por lo tanto darán como resultado la producción de un cable acabado
con una sección transversal irregular.
Este resultado, además de ser inaceptable para
el mercado desde el punto de vista puramente estético, da origen a
una pluralidad de problemas de naturaleza práctica tanto durante la
instalación del cable como durante el almacenamiento del mismo. En
este último caso, se pueden prever, por ejemplo, muchos problemas
(dimensiones mayores, menos capacidad de carga, inestabilidad de las
vueltas devanadas en una bobina) los cuales podrían surgir durante
una operación convencional de devanado de un cable de sección
transversal no circular.
Otro de los inconvenientes reside en el hecho de
que una distribución no homogénea de las zonas intersticiales del
material polimérico expandido da origen a la formación de zonas las
cuales contienen una mayor concentración de material que otras
zonas que están dotadas en menor medida. Por esta razón, esto
significa que dichas zonas que están menos dotadas presentan por un
lado una menor resistencia mecánica a los impactos que las zonas
que contienen más material, y, al tener un menor grosor, las mismas
pueden experimentar un posible desgarramiento durante la etapa de
extrusión (más específicamente, a la salida de las matrices de la
extrusora), provocando dicho aspecto que el elemento ensamblado
subyacente quede al descubierto y consecuentemente la formación de
una sección transversal no circular del cable obtenido hasta el
momento.
El solicitante ha observado también que,
basándose en los aspectos dados a conocer por el documento WO
98/52197 antes mencionado, siempre que se desee proceder, con la
misma extrusión de material polimérico expandible, bien al llenado
de las zonas intersticiales del elemento ensamblado o bien a la
producción de una capa resistente a los impactos accidentales, se
obtiene una expansión no uniforme de dicho material la cual provoca
inevitablemente la formación de un cable multipolar que tiene una
sección transversal con un perfil perimétrico externo irregular.
Por esta razón, el solicitante ha percibido la
necesidad de controlar la expansión del material polimérico durante
la etapa de extrusión de este último en el interior de las zonas
intersticiales del elemento ensamblado de un cable multipolar de
manera que dicho elemento ensamblado, y consecuentemente el cable
multipolar acabado que lo contiene, puedan presentar, en su sección
transversal, un perfil perimétrico externo de tipo regular, en lo
posible de conformación circular.
El solicitante ha observado que es posible
obtener un control óptimo de la expansión del material polimérico
diseñado para llenar las zonas intersticiales en el elemento
ensamblado de un cable multipolar depositando dicha sustancia de
carga realizada con material polimérico expandible mediante
coextrusión con una capa de contención de material polimérico.
En particular, el solicitante ha observado que
dicha capa de contención se debe coextruir en una posición
radialmente externa a la capa de llenado para lograr una
distribución uniforme del material polimérico expandible en el
interior de dichas zonas intersticiales evitando en algunas zonas
una mayor expansión que en otras.
La presente invención se puede aplicar de forma
ventajosa no solamente a cables eléctricos para el transporte o
distribución de energía, sino también a cables del tipo mixto para
potencia/telecomunicaciones los cuales incluyen un núcleo de fibra
óptica. Por esta razón, en este sentido, en el resto de la presente
descripción y en las reivindicaciones que se ofrecen posteriormente,
la expresión "elemento conductor" significa un conductor de
tipo metálico o del tipo mixto eléctrico/óptico.
De este modo, la presente invención se refiere a
un proceso de fabricación de un cable multipolar que comprende por
lo menos un par de núcleos, comprendiendo cada núcleo por lo menos
un elemento conductor y por lo menos una capa de aislamiento
eléctrico en una posición la cual es radialmente externa a dicho por
lo menos un elemento conductor, comprendiendo dicho proceso las
siguientes etapas:
- a)
- se ensambla dicho por lo menos un par de núcleos para formar un elemento ensamblado provisto de una pluralidad de zonas intersticiales entre dichos núcleos, y
- b)
- se deposita mediante coextrusión:
- \bullet
- un material polimérico expandible en una posición radialmente externa a dichos núcleos para llenar dichas zonas intersticiales y formar una capa de relleno de sección transversal sustancialmente circular, y
- \bullet
- por lo menos una capa de contención de material polimérico en una posición radialmente externa a dicha capa de relleno.
La siguiente descripción se refiere a los
dibujos adjuntos los cuales se proporcionan con fines meramente
explicativos y sin ninguna intención limitativa, en los cuales:
- la Figura 1 es una vista en sección
transversal derecha de una forma de realización específica de un
cable eléctrico tripolar para el transporte o distribución de
energía de bajo voltaje según la invención, y
- la Figura 2 es una vista en sección
transversal longitudinal de un detalle del equipo de extrusión del
cable mostrado en la Figura 1.
Con la expresión "material polimérico
expandido" en la continuación de la presente descripción y en
las reivindicaciones que se ofrecen posteriormente se pretende
significar un material polimérico que tiene un porcentaje
predeterminado de espacio "libre" dentro del material, es
decir, un espacio el cual no está ocupado por el material
polimérico, sino por gas o aire.
En general, este porcentaje de espacio libre en
un polímero expandido se expresa mediante el denominado "grado de
expansión" (G), definido de la manera siguiente
G =
(d_{0}/d_{e} - 1) x
100
en la que d_{0} indica la
densidad del polímero no expandido y d_{e} representa la densidad
aparente medida del polímero
expandido.
Según la presente invención, el material
polimérico expandido se puede seleccionar de entre el grupo que
comprende: poliolefinas, copolímeros de diferentes olefinas,
copolímeros de ésteres/olefinas insaturados, poliésteres,
policarbonatos, polisulfonas, resinas fenólicas, resinas ureicas, y
mezclas de los mismos. Entre los ejemplos de los polímeros
preferidos se encuentran: polietileno (PE), especialmente
polietileno de baja densidad (LDPE), PE de densidad media (MDPE),
PE de alta densidad (HDPE) y PE lineal de baja densidad (LLDPE);
polipropileno (PP); copolímeros elastoméricos de
etileno-propileno (EPR) o terpolímeros de
etileno-propileno-dieno (EPDM);
caucho natural; caucho butílico; copolímeros de etileno/éster
vinílico, por ejemplo, etileno/acetato de vinilo (EVA); copolímeros
de etileno/acrilato, en particular etileno/acrilato de metilo (EMA),
etileno/acrilato de etilo (EEA), etileno/acrilato de butilo (EBA);
copolímeros termoplásticos de
etileno/\alpha-olefina; poliestireno; resinas de
acrilonitrilo-butadienoestireno (ABS); polímeros
halogenados, en particular, cloruro de polivinilo (PVC);
poliuretano (PUR); poliamidas; poliésteres aromáticos, tales como
tereftalato de polietileno (PET) o tereftalato de polibutileno
(PBT); y copolímeros o mezclas mecánicas de los mismos.
Preferentemente el material polimérico es un
polímero o copolímero de poliolefina basado en etileno y/o
propileno, y en particular se selecciona de entre:
- (a)
- copolímeros de etileno que tengan un éster etilénicamente insaturado, por ejemplo, acetato de vinilo o acetato de butilo, en el cual la cantidad de éster insaturado esté comprendida en general entre el 5% y el 80% en peso, preferentemente entre el 10% y el 50% en peso;
- (b)
- copolímeros elastoméricos de etileno con por lo menos una \alpha-olefina C_{3}-C_{12}, y opcionalmente un dieno, preferentemente copolímeros de etileno-propileno (EPR) o copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) que tengan preferentemente la siguiente composición: entre el 35% y el 90% en moles de etileno, entre el 10% y el 65% en moles de \alpha-olefina, entre el 0% y el 10% en moles de dieno (por ejemplo, 1,4-hexadieno ó 5-etiledeno-2-norborneno);
- (c)
- copolímeros de etileno con por lo menos una \alpha-olefina C_{4}-C_{12}, preferentemente 1-hexeno, 1-octeno y similares, y opcionalmente un dieno, presentando en general dichos copolímeros una densidad entre 0,86 g/cm^{3} y 0,90 g/cm^{3} y la siguiente composición: entre el 75% y el 97% en moles de etileno, entre el 3% y el 25% en moles de \alpha-olefina, entre el 0% y el 5% en moles de un dieno;
- (d)
- polipropileno modificado con copolímeros de etileno/\alpha-olefina C_{3}-C_{12}, en el que la relación en peso entre el polipropileno y el copolímero de etileno/\alpha-olefina C_{3}-C_{12} está comprendida entre 90/10 y 30/70, preferentemente entre 50/50 y 30/70.
Por ejemplo, la clase (a) incluye los productos
comerciales Elvax® (Du Pont), Levapren® (Bayer), Lotryl®
(Elf-Atochem), la clase (b) incluye los productos
Dutral® (Enichem) ó Nordel® (Dow-Du Pont), y la
clase (c) incluye los productos Engage® (Dow-Du
Pont) ó Exact® (Exxon), mientras que el polipropileno modificado con
copolímeros de etileno/\alpha-olefina se puede
encontrar en el mercado con los nombres comerciales Moplen® ó
Hifax® (Montell) ó Fina-Pro® (Fina), y
similares.
En la clase (d) se prefieren especialmente
elastómeros termoplásticos que comprenden una matriz continua de un
polímero termoplástico, por ejemplo, polipropileno, y pequeñas
partículas (en general con un diámetro del orden de entre 1 y 10
\mum) de un polímero elastomérico vulcanizado, por ejemplo, EPR o
EPDM reticulado dispersado en la matriz termoplástico. El polímero
elastomérico se puede incorporar en la matriz termoplástica, en el
estado sin vulcanizar, y a continuación se reticula dinámicamente
durante el proceso mediante la adición de una cantidad adecuada de
agente reticulante. Alternativamente, el polímero elastomérico se
puede vulcanizar por separado y a continuación se puede dispersar
en la matriz termoplástica en forma de partículas pequeñas. Se
describen elastómeros termoplásticos de este tipo, por ejemplo, en
los documentos US-4.104.210 ó
EP-324.430.
Entre los materiales poliméricos, se prefiere
especialmente un polipropileno que tenga una resistencia mecánica
elevada en el estado fundido (propileno con alta resistencia en
fundido), según se describe por ejemplo en la patente
US-4.916.198, el cual está disponible comercialmente
bajo la marca comercial Profax® (Montell S.p.A.). Este documento
ilustra un proceso de producción de dicho polipropileno mediante una
etapa de irradiación de un polipropileno lineal con radiación
ionizante de alta energía durante un periodo de tiempo suficiente
como para producir la formación de una cantidad significativa de
ramificaciones largas en la cadena, proporcionándose además después
de dicha etapa un tratamiento adecuado del material irradiado para
desactivar los radicales libres presentes en el material
irradiado.
irradiado.
Todavía más preferentemente, entre los
materiales poliméricos se opta especialmente por una composición
polimérica que comprenda el polipropileno antes mencionado con un
nivel elevado de ramificación, en una cantidad en general
comprendida entre el 30% y el 70% en peso, en una mezcla con un
elastómero termoplástico del tipo que pertenece a la clase (d)
antes mencionada, en una cantidad en general comprendida entre el
30% y el 70% en peso, expresándose dichos porcentajes con respecto
al peso total de la composición polimérica.
En la Figura 1 se ilustra en sección transversal
derecha una cable eléctrico 10 para el transporte de energía de
bajo voltaje, fabricado por medio de un proceso según la presente
invención.
Dicho cable 10 es del tipo tripolar y comprende
tres elementos conductores 1, cubierto cada uno de ellos con una
capa 2 que actúa como un aislante eléctrico. Tal como se ha
mencionado anteriormente, a dicha estructura semiacabada se le hace
referencia con el término núcleo.
Dicha capa aislante 2 puede ser una composición
polimérica reticulada o no reticulada, con propiedades de
aislamiento eléctrico conocidas en la técnica, seleccionada, por
ejemplo, de entre: poliolefinas (homopolímeros o copolímeros de
diferentes olefinas), copolímeros de olefina/ésteres etilénicamente
insaturados, poliésteres, poliéteres, copolímeros de
poliéter/poliéster y mezclas de los mismos. Entre los ejemplos de
dichos polímeros se encuentran: polietileno (PE), en particular PE
lineal de baja densidad (LLPDE); polipropileno (PP); copolímeros
termoplásticos de propileno/etileno; cauchos de
etileno-propileno (EPR) o cauchos de
etileno-propileno-dieno (EPDM);
cauchos naturales; cauchos butílicos; copolímeros de etileno/acetato
de vinilo (EVA); copolímeros de etileno/acrilato de metilo (EMA);
copolímeros de etileno/acrilato de etilo (EEA); copolímeros de
etileno/acrilato de butilo (EBA); copolímeros de
etileno/\alpha-olefina, y similares.
Haciendo referencia a la Figura 1, los tres
núcleos se devanan entre sí helicoidalmente para formar un elemento
ensamblado 20 tal como se ha definido anteriormente.
Tal como ya se ha mencionado, el devanado
helicoidal de los tres núcleos de cable tripolar 10 da origen a la
formación de tres zonas intersticiales independientes 3 las cuales,
según la presente invención y tal como se describe de forma más
detallada posteriormente, se llenan con un material polimérico
expandible seleccionado de entre los polímeros antes mencionados.
En lo sucesivo, en la presente descripción, dichas zonas
intersticiales 3 que se llenan con dicho material polimérico
expandido como sustancia de carga se definirán, en aras de una
mayor simplicidad de la descripción, usando la expresión "capa de
relleno", indicada en conjunto con el símbolo de referencia
4.
El cable 10 según la presente invención
comprende además una capa de contención 5 producida mediante
coextrusión con la capa de relleno 4 y dispuesta en una posición
radialmente externa a esta última para comunicar a dicha capa de
relleno 4 una sección transversal sustancialmente circular.
Dicha capa de contención 5 se realiza con un
material polimérico seleccionado de entre el grupo antes mencionado
con referencia a la capa de relleno 4.
Preferentemente, la capa de contención 5 se
realiza con un material polimérico seleccionado de entre el grupo
que comprende: poliolefinas, copolímeros de diferentes olefinas,
copolímeros de ésteres/olefinas insaturados, poliésteres,
policarbonatos, polisulfonas, resinas fenólicas, resinas ureicas, y
mezclas de los mismos. Entre los ejemplos de los polímeros
adecuados se encuentran: polietileno (PE), en particular PE de baja
densidad (LDPE), PE de densidad media (MDPE), PE de alta densidad
(HDPE) y PE lineal de baja densidad (LLDPE); polipropileno (PP);
copolímeros elastoméricos de etileno-propileno (EPR)
o terpolímeros de
etileno-propileno-dieno (EPDM);
caucho natural; caucho butílico; copolímeros de etileno/éster
vinílico, por ejemplo etileno/acetato de vinilo (EVA); copolímeros
de etileno/acrilato, en particular etileno/acrilato de metilo (EMA),
etileno/acrilato de etilo (EEA), etileno/acrilato de butilo (EBA);
copolímeros termoplásticos de
etileno/\alpha-olefina; poliestireno; resinas de
acrilonitrilo-butadienoestireno (ABS); polímeros
halogenados, en particular cloruro de polivinilo (PVC); poliuretano
(PUR); poliamidas; poliésteres aromáticos, tales como tereftalato de
polietileno (PET) o tereftalato de polibutileno (PBT), y
copolímeros o mezclas mecánicas de los mismos.
\newpage
Más preferentemente, dicha capa de contención se
realiza con HDPE que presente una densidad de por lo menos 0,940
g/cm^{3} y más preferentemente entre 0,940 y 0,960 g/cm^{3}, o
con MDPE que presente una densidad comprendida preferentemente
entre 0,926 y 0,940 g/cm^{3}.
En general, el grosor de la capa de contención
es una solución de compromiso entre dos tendencias opuestas. De
hecho, por un lado es deseable que dicho grosor sea suficientemente
grande como para garantizar un efecto de contención satisfactorio
para el material polimérico subyacente durante la etapa de expansión
de este último, mientras que por otro lado es deseable que este
último sea suficientemente pequeño como para: a) no perjudicar la
expansión del material que constituye la capa de relleno como
consecuencia de ejercer una acción de aplastamiento sobre este
último, b) mantener a un nivel bajo los costes de la cubierta y por
lo tanto del cable en conjunto, y finalmente c) permitir un
enfriamiento rápido de la superficie externa de dicha capa de
relleno. En relación con este último punto, de hecho es necesario
resaltar que al final de la capa de coextrusión de la capa de
relleno/capa de contención, el cable semiacabado obtenido de esta
manera se somete a una operación de enfriamiento, en general
haciéndolo pasar a través de un canal de refrigeración que contiene
un líquido refrigerante. Cuando la capa de contención tenga un
grosor elevado, dicha capa requiere un tiempo de enfriamiento
prolongado y, en particular, el enfriamiento de la parte interior
de la cubierta, es decir, la parte de la capa en contacto con la
sustancia de carga expandida, se retarda de forma desventajosa. De
este modo, esta situación puede dar como resultado un efecto de
reducción del sellado, es decir, la contención, por parte de dicha
capa sobre dicho material polimérico expandido con la consecuencia
no deseada de que este último tiende a expandirse más en las zonas
en las que hay más espacio disponible para ello, dando origen a la
formación de una sección transversal con un perfil irregular, de
tipo no circular.
En general, el grosor de dicha capa de
contención está comprendido entre 0,1 mm y 1,5 mm, preferentemente
entre 0,2 mm y 1,0 mm, más preferentemente entre 0,5 mm y 0,7
mm.
No obstante, debería resaltarse que el grosor
óptimo de dicha capa de contención depende considerablemente de la
sección transversal del cable a producir y del volumen de material
polimérico expandido presente dentro de las zonas
intersticiales.
Según la forma de realización ilustrada en la
Figura 1, el cable tripolar 10 comprende además una capa 6 de
material polimérico expandido dispuesta en una posición que es
radialmente externa a la capa de contención 5, ejerciendo dicha
capa 6 la función de comunicar al cable 10 una resistencia mecánica
óptima contra impactos accidentales tal como se describe en el
documento WO 98/52197 antes mencionado.
El material polimérico expandible usado para
obtener tanta la capa de relleno 4 como la capa adicional 6
dispuesta en una posición radialmente externa a esta última se
selecciona de forma ventajosa de entre el grupo antes mencionado.
No obstante, es preferible que el material polimérico expandible a
usar en la capa de relleno 4 se seleccione de entre un polímero o
copolímero de olefina basado en etileno, mientras que el material
polimérico expandible a usar en la capa adicional 6 se selecciona de
entre un polímero o copolímero de olefina basado en propileno.
Finalmente, según la forma de realización
ilustrada en la Figura 1, el cable 10 está provisto de una funda
polimérica externa 7 en una posición radialmente externa a la capa 6
de material polimérico expandido, ejerciendo dicha funda 7 la
función de protección mecánica externa para el cable 10.
En general, dicha funda externa 7 se realiza con
un material polimérico seleccionado de entre el grupo que
comprende: polietileno de baja densidad (LDPE)
(d=0,910-0,926 g/cm^{3}); copolímeros de etileno
con \alpha-olefinas; polipropileno (PP); cauchos
de etileno/\alpha-olefina, en particular cauchos
de etileno/propileno (EPR), cauchos de etileno/propileno/dieno
(EPDM); caucho natural; cauchos butílicos, y mezclas de los
mismos.
Tal como se ha descrito anteriormente, la forma
de realización ilustrada en la Figura 1 prevé la disposición
sucesiva de una capa de material polimérico expandido y de una funda
externa en una posición radialmente externa a la capa de
contención.
No obstante, merece la pena resaltar que la
presente invención también se puede aplicar de forma ventajosa a
cables provistos de una forma de construcción del tipo
convencional.
Por esta razón, también se puede diseñar la
aplicación de un refuerzo metálico y una funda protectora externa,
de forma sucesiva, en una posición la cual sea radialmente externa a
la capa de contención según la presente invención.
Los expertos en la materia conocen otras
variantes y los mismos podrán evaluar la disposición más adecuada
basándose, por ejemplo, en los costes, en la forma de tirar el cable
(aéreo, situado en conductos, enterrado directamente en la tierra,
en el interior de edificios, submarino, etcétera) y en la
temperatura de funcionamiento del cable (temperaturas máxima y
mínima, variaciones de temperatura en el entorno).
Por lo que al proceso de fabricación de un cable
multipolar respecta, en general dicho proceso comprende una etapa
inicial diseñada para producir los núcleos según se ha definido
anteriormente, siendo diferente la complejidad de dicha etapa de un
caso a otro dependiendo del tipo de cable a producir.
\newpage
Por ejemplo, considerando el proceso de
producción correspondiente a un cable multipolar para el transporte
o distribución de energía eléctrica de bajo voltaje, en general cada
núcleo se obtiene desenrollando un elemento conductor de una bobina
alimentadora adecuada y aplicando una capa de aislante eléctrico a
este último, típicamente mediante extrusión. Dicha capa se obtiene
preferentemente a partir de una poliolefina, en particular,
polietileno, copolímeros de etileno-propileno y
similares. Al final de dicha capa de extrusión, la capa de aislante
eléctrico se somete preferentemente a una operación de reticulación
según técnicas conocidas, por ejemplo, usando peróxidos o silanos.
Una vez completada dicha etapa, el núcleo obtenido de esta manera se
almacena a continuación en una bobina colectora adecuada.
Por el contrario, cuando se considera el proceso
de producción correspondiente a un cable multipolar para el
transporte o distribución de energía eléctrica de voltaje medio, en
general cada núcleo se obtiene desenrollando un elemento conductor
de una bobina alimentadora adecuada y aplicando a este último
respectivamente una capa semiconductora interna, una capa de
aislante eléctrico y una capa semiconductora externa a través de
unos medios conocidos, en particular a través de una pluralidad de
extrusiones realizadas consecutivamente. Alternativamente, la
aplicación de las capas semiconductoras interna y externa antes
mencionadas y de la capa de aislante eléctrico se puede obtener a
través de un proceso de coextrusión según técnicas conocidas. El
conjunto obtenido de esta manera se almacena a continuación en una
primera bobina colectora y subsiguientemente se aplica a dicho
conjunto una pantalla metálica según medios conocidos, en general en
una línea diferente de la planta de producción. Por ejemplo, dicha
pantalla metálica se puede producir usando una máquina apantalladora
por cintas la cual posiciona cintas delgadas de cobre (por ejemplo,
de un grosor aproximadamente entre 0,1 y 0,2 mm) helicoidalmente,
por medio de cabezales giratorios adecuados, preferentemente
superponiendo los bordes de dichas cintas en aproximadamente el 33%
de su área superficial. Como alternativa, dicha pantalla metálica
puede estar constituida por una pluralidad de hilos de cobre (por
ejemplo, de diámetro 1 mm) desenrollados de bobinas posicionadas en
jaulas giratorias adecuadas y aplicados helicoidalmente al conjunto
antes mencionada. En general, en dichas circunstancias también es
necesario aplicar una contraespiral (por ejemplo, una cinta de
cobre que tenga un grosor de aproximadamente entre 0,1 y 0,2 mm) la
cual ejerce la función de mantener en su posición los hilos de
cobre mencionados durante las etapas de fabricación subsiguientes.
El núcleo obtenido de esta manera se almacena a continuación en una
segunda bobina colectora.
Tal como ya se ha mencionado, una vez que se han
obtenido dichos núcleos los mismos se trenzan entre sí para formar
un elemento ensamblado mediante el uso de técnicas conocidas en la
materia, por ejemplo, usando una máquina combinada. En general,
dicha máquina comprende una unidad giratoria en la cual se montan
las bobinas que contienen los núcleos individuales del cable,
estando dispuestas dichas bobinas en un número igual al número de
núcleos del cable multipolar a producir. La rotación de la unidad
giratoria y la tracción simultánea de los núcleos antes mencionados
provoca que los mismos se devanen conjuntamente de forma helicoidal,
mientras que la elección bien de la velocidad de rotación de la
unidad giratoria o bien de la velocidad lineal a la cual se realiza
la tracción de los núcleos posibilita la fijación del paso deseado
para dicho trenzado.
En cuanto al proceso de fabricación de un cable
según la presente invención, a continuación se describen las etapas
principales que caracterizan el proceso antes mencionado en el caso
en el que se desee fabricar el cable tripolar 10 ilustrado en la
Figura 1. Cuando se desee fabricar un cable multipolar que no sea
tripolar, por ejemplo, un cable tetrapolar, el proceso descrito
para el cable tripolar 10 se puede modificar adecuadamente
basándose en la información proporcionada y en los conocimientos
técnicos que poseen los profesionales con una cualificación media en
la materia.
Tal como se ha mencionado anteriormente, cada
núcleo del cable se obtiene desenrollando un elemento conductor 1 a
partir de una bobina alimentadora adecuada y aplicando una capa de
aislante eléctrico 2 a este último, generalmente mediante
extrusión. Al final de dicha etapa de extrusión, el material de la
capa de aislante eléctrico 2 se reticula preferentemente según
técnicas conocidas, por ejemplo, usando peróxidos o silanos.
Alternativamente, el material de la capa de aislante eléctrico puede
ser del tipo termoplástico, es decir, no reticulada, para
garantizar que el material sea reciclable. Una vez completada esta
etapa, cada uno de los núcleos se almacena en una primera bobina
colectora.
A continuación se fabrica el elemento ensamblado
20, el cual en la forma de realización mostrada en la Figura 1
comprende tres núcleos independientes. Dicho elemento ensamblado 20
se obtiene usando una máquina combinada la cual, tal como se ha
mencionado anteriormente, al mismo tiempo devana y hace girar los
núcleos almacenados en tres bobinas colectoras independientes para
trenzarlos entre sí helicoidalmente según un paso predeterminado.
Una vez obtenido, el elemento ensamblado 20 se almacena en una
segunda bobina colectora.
A continuación se aplican la capa de relleno 4 y
la capa de contención 5 según la presente invención. De forma más
detallada, el elemento ensamblado 20 se desenrolla de la segunda
bobina colectora antes mencionada según cualquiera de las técnicas
conocidas, por ejemplo, usando un cable estante tractor diseñado
para proporcionar de forma continua y regular dicho elemento
ensamblado 20 a un dispositivo de extrusión. De hecho, es deseable
que la acción de tracción sea constante en el tiempo de manera que
dicho elemento ensamblado 20 se pueda mover hacia delante a una
velocidad predeterminada para garantizar una extrusión uniforme de
las capas 4, 5 antes mencionadas.
Preferentemente el elemento ensamblado 20 se
suministra dentro de un equipo de extrusión provisto de un cabezal
de extrusión de doble capa, comprendiendo dicho equipo dos
extrusoras independientes que conducen a un cabezal de extrusión
común para depositar respectivamente la capa de relleno 4 y la capa
de contención 5 sobre el elemento ensamblado 20 mediante
coextrusión.
De forma detallada, la Figura 2 muestra una
vista parcial en sección transversal longitudinal de un cabezal de
extrusión de doble capa 30 de un equipo de extrusión conocido de por
sí, y por lo tanto el mismo no se muestra en su totalidad.
Dicho cabezal de extrusión de doble capa 30
comprende una matriz macho 31, una matriz intermedia 32 y una
matriz hembra 33. Dichas matrices están dispuestas en la secuencia
antes mencionada, superponiéndose entre sí concéntricamente y
extendiéndose radialmente desde el eje del elemento ensamblado
20.
Más particularmente, la flecha A indica la
dirección de avance del elemento ensamblado 20, en una posición
radialmente externa en la cual se extruye la capa de relleno 4 a
través del conducto 34 proporcionado entre la matriz macho 31 y la
matriz intermedia 32. La capa de contención 5 se extruye en una
posición radialmente externa a la capa de relleno 4 a través del
conducto 35 el cual está ubicado entre la matriz intermedia 32 y la
matriz hembra 33. La flecha B indica la dirección de salida
correspondiente al conjunto del elemento ensamblado 20, la capa de
relleno 4 y la capa de contención 5 para el cable 10 de la Figura
1.
De este modo, al mismo tiempo que se desenrolla
el elemento ensamblado 20, la composición polimérica expandible
usada en la capa de relleno 4 y la composición polimérica usada en
la capa de contención 5 se alimentan por separado hacia la entrada
de cada extrusora según una manera conocida, por ejemplo, usando dos
tolvas independientes.
Cada composición polimérica puede incorporar una
etapa de premezcla de la base polimérica con otros componentes
(sustancias de carga, aditivos u otros), realizándose dicha etapa de
premezcla en un equipo situado antes, según el sentido de avance,
que el proceso de extrusión, tal como, por ejemplo, un mezclador
interno del tipo con rotores tangenciales (Banbury) o con rotores
interpenetrantes, o en un mezclador continuo del tipo
Ko-Amasadora (Buss) o del tipo que tiene dos
husillos corrotativos o contrarrotativos.
Cada composición polimérica se suministra
generalmente a la extrusora correspondiente en forma de gránulos y
plastificada, es decir convertida al estado de fusión, mediante la
aportación de calor (a través del cilindro externo de la extrusora)
y de la acción mecánica de un husillo el cual trabaja el material
polimérico y lo presiona hacia el conducto de extrusión
correspondiente en dirección a la salida de cada conducto para
formar la capa de recubrimiento deseada.
La operación de extrusión de la capa de relleno
4 tiene lugar directamente sobre el elemento ensamblado 20 y la
etapa de expansión del material polimérico de dicha capa de relleno
4 se realiza durante la operación de extrusión tal como se describe
en el documento WO 98/52197 antes citado. Dicha expansión puede
tener lugar bien por medios químicos, a través de la adición de un
agente expansor adecuado durante la etapa de preparación de la
composición polimérica, el cual sea capaz de producir un gas en unas
condiciones específicas de temperatura y presión, o bien por medios
físicos inyectando gas a una presión elevada directamente hacia el
cilindro de la extrusora. Entre los ejemplos de los agentes
expansores adecuados se encuentran: azodicarbamida,
sulfonilhidrazida de paratolueno, mezclas de ácidos orgánicos (por
ejemplo, ácido cítrico) con carbonatos y/o bicarbonatos (por
ejemplo, bicarbonato sódico), y similares. Entre los ejemplos de
gases que se pueden inyectar en el cilindro de la extrusora a una
presión elevada se encuentran: nitrógeno, dióxido de carbono, aire,
hidrocarburos con un bajo punto de ebullición, por ejemplo, propano
o butano, hidrocarburos halogenados, por ejemplo, cloruro de
metileno, triclorofluorometano,
1-cloro-1,1-difluoroetano,
y similares, o mezclas de los mismos.
Se ha observado que bajo las mismas condiciones
de extrusión (tales como velocidad de rotación de los husillos,
velocidad de la línea de extrusión, diámetro del cabezal de la
extrusora), una de las variables del proceso que influye de forma
más considerable en el grado de expansión es la temperatura de
extrusión. En general, a temperaturas de extrusión por debajo de
130ºC es difícil obtener un grado de expansión suficiente; la
temperatura de extrusión es preferentemente por lo menos 140ºC, en
particular aproximadamente 180ºC. Normalmente, un grado de
expansión mayor se corresponde con un aumento de la temperatura de
extrusión.
También es posible controlar el grado de
expansión del polímero en cierta medida actuando sobre la velocidad
de enfriamiento. De hecho, el grado de expansión de dicho material
polimérico se puede incrementar o decrementar retrasando o
adelantando adecuadamente el enfriamiento del polímero que forma el
recubrimiento expandido en la salida de la extrusora.
Según la presente invención, el grado de
expansión del material polimérico de dicha capa de relleno puede
variar entre el 5% y el 500%, preferentemente entre el 10% y el
300%, y más preferentemente entre el 20% y el 200%.
Según la presente invención, tal como se pondrá
más claramente de manifiesto a través de los ejemplos que se
ofrecen a continuación, la matriz usada para la extrusión de la capa
de contención 5 está provista preferentemente de una extensión 36
dispuesta coaxialmente con respecto al elemento ensamblado 20.
Preferentemente dicha extensión tiene una
longitud comprendida entre 1 mm y 20 mm, preferentemente entre 2 mm
y 10 mm, y más preferentemente entre 2 mm y 5 mm.
Dicha extensión ejerce la función de guiar la
capa de contención sobre la capa de relleno subyacente y mantener
dicha capa de contención presionada sobre la capa de relleno durante
una distancia suficientemente larga, y por lo tanto un periodo de
tiempo suficientemente prolongado, como para contener la expansión
de la capa de relleno en la magnitud deseada.
Generalmente, el conjunto de elemento ensamblado
20, capa de relleno 4 y capa de contención 5 que salen del cabezal
de extrusión de doble capa 30 se somete a un ciclo de enfriamiento.
Dicho enfriamiento se alcanza preferentemente moviendo dicho
conjunto dentro de un canal de refrigeración que contiene un fluido
adecuado, típicamente agua de pozo o agua enfriada a una
temperatura de aproximadamente entre 12 y 15ºC.
Después, según el sentido de avance, del ciclo
de enfriamiento antes mencionado, dicho conjunto se somete
generalmente a un secado, por ejemplo, por medio de ventiladores, y
se recoge sucesivamente en una tercera bobina colectora.
Para obtener el cable 10 ilustrado en la Figura
1, el proceso de producción antes mencionado comprende también una
línea adicional en el que el conjunto de elemento ensamblado 20,
capa de relleno 4 y capa de contención 5 se desenrolla de la
tercera bobina colectora antes mencionada y se alimenta hacia un
equipo de extrusión sucesivo diseñado para aplicar la capa 6 de
material polimérico expandido en una posición radialmente externa a
la capa de contención 5.
De la misma manera que la descrita para la capa
de relleno 4 antes citada, la etapa de expansión del material
polimérico expandible de la capa 6 antes mencionada se realiza
durante la etapa de extrusión de dicha capa a través de unos medios
similares a los correspondientes antes citados y descritos en el
documento WO 98/52197 previamente mencionado.
A continuación, la capa 6 de material polimérico
expandido se somete a una etapa de enfriamiento adecuada según unos
medios similares a los antes mencionados.
Según una forma de realización adicional, dicha
capa 6 se extruye en la misma unidad que aplica dicha capa de
relleno 4 y la capa de contención 5 después, según el sentido de
avance, de la etapa en la cual dichas capas 4, 5 se enfrían, sin
que sea necesaria de este modo ninguna tercera bobina colectora.
Finalmente, se realiza el acabado del cable 10
mostrado en la Figura 1 con la deposición de una funda polimérica
externa 7 posicionada sobre dicha capa 6 de material polimérico
expandido y producida, por ejemplo, mediante extrusión.
El cable 10 obtenido de esta manera se devana
sucesivamente sobre una bobina colectora final y se suministra a una
sección de almacenamiento.
A continuación se proporcionan unos ejemplos
ilustrativos para ofrecer una descripción más detallada de la
invención.
Se fabricó un cable tripolar de bajo voltaje
usando el método de construcción ilustrado en la Figura 1.
De forma más detallada, a efectos de la presente
invención, se realizó según la forma de realización ilustrada en la
Figura 1 la fabricación de únicamente el conjunto de elemento
ensamblado 20, capa de relleno 4 y capa de contención 5 de dicho
cable tripolar 10.
Cada uno de los tres núcleos de dicho cable
presentaba un elemento conductor de cobre (de sección transversal
16 mm^{2}) recubierto, en una línea de extrusión, con una capa
aislante basada en polietileno reticulado con silanos, en un grosor
de 0,7 mm.
Dichos núcleos (que presentan cada uno de ellos
un diámetro externo de aproximadamente 6,4 mm) se sometieron a una
operación combinada tal como se ha descrito anteriormente con un
devanado helicoidal hacia la izquierda con un paso de 313 mm para
formar el elemento ensamblado 20.
Sucesivamente se depositaron mediante
coextrusión en una posición radialmente externa a dicho elemento
ensamblado 20 una capa de relleno 4 de material polimérico expandido
y una capa de contención 5 de dicha capa de relleno.
De forma más detallada, dicha capa de relleno se
obtuvo mediante extrusión de Riblene FL30® (polietileno de baja
densidad producido por Polimeri Europa).
La expansión de dicha capa de relleno se logró
por medios químicos, añadiendo a la tolva un 1,5% en peso (con
respecto al total) del agente expansor Hydrocerol® BIH 40 (ácido
carboxílico/bicarbonato sódico) fabricado por Boehringer
Ingelheim.
\newpage
El material de la capa de relleno presentaba una
densidad final de 0,45 kg/dm^{3} y un grado de expansión de
aproximadamente el 100%.
El grosor de dicha capa de relleno era igual a
aproximadamente 0,2 mm en la parte radialmente externa al elemento
ensamblado 20, es decir, en el extradós de este último. Para
depositar la capa de relleno se usó una extrusora de un solo
husillo de 30 mm Bandera en la configuración 20, D.
Se depositó una capa de contención 5 mediante
coextrusión con dicha capa de relleno según se ha explicado
anteriormente en la presente descripción. De forma más detallada,
dicha capa de contención se obtuvo mediante la extrusión de DGDA
6318® (polietileno de densidad media, fabricado por Union;
Carbide).
Dicha capa de cubierta presentaba un grosor de
0,7 mm y la extrusión se realizó usando una extrusora de un solo
husillo de 80 mm Bandera en la configuración 20 D.
En las Tablas 1 y 2 se muestran el perfil
térmico y los parámetros de funcionamiento de la extrusora usados
para obtener la capa de relleno y la capa de contención.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El cable semiacabado obtenido hasta el momento
se sometió a un análisis óptico para comprobar el grado de
expansión del material polimérico que formaba la capa de
relleno.
Los resultados obtenidos fueron muy
satisfactorios ya que la superficie externa del cable antes
mencionado presentaba un aspecto sustancialmente uniforme y en
particular presentaba un perfil perimétrico externo en su sección
transversal de forma sustancialmente circular.
(Comparación)
Usando un proceso de fabricación similar al
descrito en el Ejemplo 1, se fabricó un cable tripolar de bajo
voltaje similar al ilustrado en la Figura 1, aunque sin la capa de
contención 5.
Usando medios similares a los del Ejemplo 1, y
en las mismas condiciones de funcionamiento que en el Ejemplo 1 se
obtuvo el elemento ensamblado 20 y se aplicó sucesivamente una capa
de relleno 4 mediante extrusión en la parte radialmente externa de
la misma.
El cable semiacabado obtenido de esta manera se
sometió a continuación a un análisis óptico el cual mostró que el
aspecto de la superficie externa de dicho cable resultaba
particularmente rugoso y la sección transversal de su perfil
perimétrico externo era no circular, con desgarros en dicha
capa.
La presente invención presenta algunas ventajas
importantes en comparación con la técnica conocida.
En primer lugar, la aplicación de una capa de
contención en una posición radialmente externa a la capa de relleno
posibilita la obtención de un cable multipolar que tiene una sección
transversal sustancialmente circular, hecho el cual resulta
particularmente deseable ya que evita la aparición de una pluralidad
de inconvenientes tal como se ha mencionado anteriormente.
En segundo lugar, el desarrollo de un proceso de
producción que es capaz de proporcionar un cable multipolar
provisto de una capa de relleno de material polimérico expandido
dentro de las zonas intersticiales del cable posibilita la
comunicación de una mayor ligereza a este último en comparación con
las estructuras similares de los cables multipolares en los cuales
las zonas intersticiales se llenan con un material de relleno
convencional. Tal como ya se ha mencionado, dicha mayor ligereza
garantiza que el cable resulte sencillo de manipular,
particularmente durante la instalación, y reduce los costes de
transporte, instalación y del propio producto.
Además, el uso del material expandido antes
mencionado comunica una menor rigidez en la flexión al cable
multipolar y nuevamente esta situación se refleja en una
manipulación más sencilla del cable tanto durante el
almacenamiento, por ejemplo, cuando se devanan/desenrollan bobinas,
como durante la instalación.
Otra ventaja la proporciona también la
protección mecánica mejorada contra impactos para los núcleos del
cable multipolar que puede garantizar el material de carga expandido
en comparación con un material de carga del tipo convencional. De
hecho, merece la pena señalar que el material polimérico expandido
es capaz de absorber impactos debidos a las condiciones
medioambientales a las cuales está sometido el cable,
particularmente durante el tirado del mismo. Debido a la naturaleza
del material, dicho material polimérico expandido de hecho absorbe
los impactos de forma eficaz y de forma sustancialmente reversible,
garantizando apreciablemente de este modo un rendimiento mejor que
una carga convencional. De hecho, este último, que es más rígido,
además de experimentar una deformación permanente (no consiguiendo
volver a adoptar su forma inicial una vez que ya no está presente
la causa de su deformación), transmite casi toda la fuerza del
impacto a las capas subyacentes.
Claims (15)
1. Proceso de fabricación de un cable multipolar
(10) que comprende por lo menos un par de núcleos, comprendiendo
cada núcleo por lo menos un elemento conductor (1) y por lo menos
una capa de aislante eléctrico (2) en una posición radialmente
externa a dicho por lo menos un elemento conductor (1),
comprendiendo dicho proceso las siguientes etapas:
- a)
- se ensambla por lo menos un par de núcleos para formar un elemento ensamblado (20) provisto de una pluralidad de zonas intersticiales (3) entre dichos núcleos, y
- b)
- se depositan mediante coextrusión:
- \bullet
- un material polimérico expandible en una posición radialmente externa a dichos núcleos para llenar dichas zonas intersticiales (3) y formar una capa de relleno (4) de sección transversal sustancialmente circular, y
- \bullet
- por lo menos una capa de contención (5) de material polimérico en una posición radialmente externa a dicha capa de relleno (4).
2. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende además la etapa en la que se
deposita mediante coextrusión por lo menos una capa adicional (6)
de material polimérico expandido en una posición radialmente
externa a dicha capa de contención (5).
3. Proceso según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicho material polimérico expandido se
expande durante dicha etapa de deposición.
4. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha etapa de ensamblaje comprende la
etapa en la que se devana helicoidalmente y de forma conjunta dicho
por lo menos un par de núcleos según un paso predeterminado.
5. Proceso según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicho material polimérico expandible de
dicha capa de relleno (4), dicho material polimérico de dicha capa
de contención (5) y dicho material polimérico expandible de dicha
capa adicional (6) ubicada en una posición radialmente externa a
dicha capa de contención (5) se seleccionan de forma mutuamente
independiente de entre polímeros o copolímeros de poliolefina
basados en etileno y/o propileno.
6. Proceso según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicho material polimérico expandible de
dicha capa de relleno (4), dicho material polimérico de dicha capa
de contención (5), y dicho material polimérico expandible de dicha
capa adicional (6) ubicada en una posición radialmente externa a
dicha capa de contención (5) se seleccionan, de forma mutuamente
independiente, de entre:
- a)
- copolímeros de etileno con un éster etilénicamente insaturado en el cual la cantidad de éster insaturado está comprendida entre el 5% y el 80% en peso,
- b)
- copolímeros elastoméricos de etileno con por lo menos una \alpha-olefina C_{3}-C_{12}, y opcionalmente un dieno, que tiene la siguiente composición: entre el 35% y el 90% en moles de etileno, entre el 10% y el 65% en moles de \alpha-olefina, entre el 0% y el 10% en moles de dieno,
- c)
- copolímeros de etileno con por lo menos una \alpha-olefina C_{4}-C_{12}, y opcionalmente un dieno, con una densidad de entre 0,86 y 0,90 g/cm^{3},
- d)
- polipropileno modificado con copolímeros de etileno/\alpha-olefina C_{3}-C_{12} en los que la relación en peso entre el polipropileno y el copolímero de etileno/\alpha-olefina C_{3}-C_{12} está comprendida entre 90/10 y 30/70.
7. Proceso según la reivindicación 3,
caracterizado porque el grado de expansión de dicha capa de
relleno (4) está comprendido entre el 5% y el 500%.
8. Proceso según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho grado de expansión está
comprendido entre el 10% y el 200%.
9. Proceso según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicho grado de expansión está
comprendido entre el 20% y el 150%.
10. Proceso según la reivindicación 3,
caracterizado porque el grado de expansión de dicha capa
adicional (6) está comprendido entre el 5% y el 500%.
11. Proceso según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho grado de expansión está
comprendido entre el 10% y el 200%.
12. Proceso según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho grado de expansión está
comprendido entre el 20% y el 150%.
13. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque el grosor de dicha capa de contención
(5) está comprendido entre 0,1 y 1,5 mm.
14. Proceso según la reivindicación 13,
caracterizado porque dicho grosor está comprendido entre 0,2
y 1,0 mm.
15. Proceso según la reivindicación 14,
caracterizado porque dicho grosor está comprendido entre 0,5
y 0,7 mm.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00126132 | 2000-11-30 | ||
| EP00126132 | 2000-11-30 | ||
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