KR900008872B1 - 복원성 밀봉제품 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복원성 밀봉제품

제1도는 두 기재간의 접속부를 둘러싸고 있는 라이너(liner)와 복원되기 전의 관상 슬리이브의 모습을 나타낸 도면.

제2도는 접속부를 둘러싼 슬리이브를 복원시켜 놓은 상태로 나타낸 도면.

제3도는 랩 어라운드형 라이너와 랩 어라운드형 복원성 슬리이브로 케이블 접속부를 부분적으로 둘러싼 모습을 나타낸 도면.

제4도는 압력 유지작용을 보조하기 위한 보조부재를 갖춘 접속부 케이스의 일단을 나타낸 도면.

제5도는 밸브를 부착하고 있는 라이너와 슬리이브를 나타낸 도면.

제6도는 복합의 복원성 직물을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기재 2 : 접속부

3 : 라이너 4 : 슬리이브

5 : 접착제 15 : 경사

16 : 위사 17 : 매트릭스

본 발명은 케이블, 특히 통신 케이블의 접속부와 같은 기다란 기재들간의 접속부를 주변환경으로부터 보호하기 위한 것에 관한 것이다.

통신, 케이블과 같은 기재들의 기능을 올바르게 유지시키기 위해서는 이러한 접속부를 주변 환경으로부터 보호할 필요가 있게 된다. 이러한 보호는 일반적으로 습기나 부식성 화학물질과 곤충이나 동물에 의한 손상을 방지하기 위한 것이다. 케이블 접속부와같은 접속부를 밀봉시킬 때 염두에 두어야 할 점은 도선을 연결시키기 위해서 제거 해버린 원래의 케이블 절연재와 같은 상태로 절연시킴과 아울러 그 밀봉수의 수명이 원래의 케이블 절연재와 맞먹도록 해야 한다는 것이다. 그러므로 밀봉제는 상당한 기간동안 저항력이 높은 보호벽을 형성하고 있지 않으면 안된다.

이러한 보호벽을 형성하는 한가지 방법은 고성능 접착제가 결합된 재질의 폴리올레핀 물질로 된 불침투성 슬리이브를 포함하는 접속부 케이스(splice case)를 케이블 둘레에 설치하는 것이다. 이러한 슬리이브는 통상 물질을 연속적으로 압출하여 용이하게 만들어낼 수 있다. 이 슬리이브는 수축(또는 복원)되어 케이블에 밀착될 수 있도록 하는 복원성을, 지니도록 만드는 것이 바람직하다.

또 한가지 염두에 두어야 할 점은 이러한 케이블 접속부의 밀봉의 설계에 관한 것으로서, 압력 유지성능에 관한 것이다. 대다수 형태의 케이블과 그 접속부 케이스는 일반적으로 사용시에 압력을 받게 되고 그 성능의 판단은 압력 유지로서 평가되며, 또는 사용시에 우발적인 압력을 받게 된다.

물론 염두에 두어야 할 점은 이들 세가지의 각 상황에 따라서 틀리나, 그 접속부 케이스가 환경적인 보호라는 목적을 성취하기 위해서는 어느 정도의 압력을 견뎌낼 수 있어야만 된다는 것이 필수적이다.

가장 엄격한 요건은 통신 시스템의 주케이블과 같은 가압케이블(pressurized cable)의 접속부 케이스에 대해서이다. 이들 케이블은 손상을 입었을 경우에 물이 침투하지 못하도록 하고 결함 검출수단을 제공하도록 가압된다. 이러한 관점에서 그 케이블 접속부의 케이스는 수명의 전기간에 걸쳐서 10psi(70KPa) 정도의 압력에 견뎌낼 수 있어야만 하는 바, 이러한 긴 기간동안의 성능을 반영하는 성능 시험으로서 -40℃ 내지 +60℃사이의 공기중에서 말하자면 70KPa로 10번 이상의 8시간 주기로 시험했을때 (벨싸이클)불침투성을 나타내지 않으면 안된다. 다른 주기로서는 5℃내지 50℃사이의 수중에서 105KPa로 4시간동안 시험하라 수도 있다. 이러한 주기적인 환경 시험이외에도 23℃의 수중에서 약 15분간 150KPa의 압력으로 그 접속부를 케이스의 완전성에 대해서도 시험할 수 있는 바, 이 경우 어떠한 누설도 있어서는 안된다. 압력을 연속적으로 받으면서 기능을 하는 케이블 접속부의 케이스가 사용시에 찌그러지지 않게끔 하기 위해서는 장기간의 크리프 저항(creep resistance)응 아울러 갖추고 있어야 한다.

예컨대, 통신 배선 케이블에 있어서, 접속부 케이스의 압력유지 성능은 케이블이 사용시에 압력을 받지 않을지라도 환경밀봉의 완전성을 표시하는 것으로서 필요하다. 이러한 목적으로 창안된 것은 여러가지 은도/압력 주기로서, 바람직한 것 중의 하나는 40KPa의 기압으로 8시간 이상 -40℃내지 60℃의 온도변화를 포함하는 변형된 벨싸이클이다. 그접속부 케이삭 10주기후에 어떤 누출이 있어서는 안된다. 다른 주기로 서는 105KPa의 압력으로 4시간이상 실온과 70℃사이에서 온도를 변화시키는 것이 있다.

이러한 및 기타 케이블 접속부 케이스는 태양광선에 노출되거나 또는 복원 케이블의 밀봉형성시에 마지막단계의 열복원에 관련된 열에 의해서 압력을 받기도 한다. 이러한 경우에는 그 접속부 케이스가 환경 밀봉을 유지하기 위해서는 이러한 일시적이고, 또한 일반적으로 어느 정도 낮은 압력을 유지할 수 있어야된다.

현재 가압 케이블용으로 사용되는 수 많은 접속부 케이스는 대형이며 무겁고 다수의 요소로 구성되어 있다. 예컨대, 주철 케이스의 두반쪽을 케이블 접속부 둘레에 할께 볼트 결합시키며, 그 케이블 진입부는 압축 칼러(collar), 클램프, 밀봉와샤 및 테이프로 구성된 복잡한 구조물로 밀봉시킨다. 이러한 장치는 여러가지로 변형시킬 수 있으나 케이블의 진입 지점에서 접속부 케이스마다 케이블의 수를 달리 해야 할 경우에는 많은 수의 부품을 비축해 두어야 한다. 또 하나의 문제점은 설치작업이 어렵고 많은 시간을 필요로 한다는 것이다. 이러한 다수 부품으로 이루어진 강성 접속부 케이스에 관련된 문제는 복원성 슬리이브를 이용함으로써 해결할 수 있게 된다. 이러한 복원성 슬리이브를 이용하여 설치작업을 신속하게 할 수 있음은 물론 접속 케이블의 수와 그 칫수를 여러가지로 한 경우에도 소량의 부품으로 감쌀 수 있게 된다. 적당한 중합체성 물질의 연속체와 함께 접착제를 이용하면 우수한 환경밀봉과 압력유지를 제공할 수 있다. 이러한 슬리이브는 그 밑에서 케이블 접속부를 둘러싸는 라이너와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 이 라이너는 기계적인 강도를 제공하며 접속 케이스의 형상을 일정하게 유지시키고, 재작업을 용이하게 할 수 있도록 해줌은 물론, 열복원시에 도선의 손상을 방지하는 역할을 한다.

그러나, 바람직하지 못한 상황과 아울러 우선적인 설계상이 고려점이 압력유지에 있을 경우에는, 장기간에 걸쳐서 변위나 크리프가 일어나지 않도록 하기 위해서 그러한 복원성 중합체 스리이브의 벽 두께를 증가시키는 것이 바람직하다. 벽의 두께를 증가시키게 되면 재료비와 아울러 그 물질의 교차결합 및 팽창에 관한 문제로 인해서 제작하기가 더욱 어려워짐으로써 제작 비용이 더욱 많이 들게 된다. 또한, 슬리이브의 벽이 두꺼워지면 열수축 시간이 더 많이 걸림은 물론, 케이블이나 기타 기재에 대한 손상을 방지하기 위해서는 가열할때 더욱 주의를 기울여야 한다.

본 발명자는 접속부 케이스나 기타 고압을 유지할 수 있는 속이빈 압력실(vessel)을 복원성 직물로 만들어낼 수 있다는 사실을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 기다란 기재, 특히 케이블간의 접속부를 감싸기 위한 조합체를 제공하는 것으로, 상기 조립체는,

(a) 복원상 직물을 포함하는 슬리이브와 ;

(b) 상기 직물이 복원되었을때 상기 직물을 실질적으로 불침투성이 되게 하는 수단과 ;

(c) 보다 큰 단면의 중앙지역과, 상기 중앙지역으로부터 상기 기재료의 전이부들을 제공하며 상기 기재에 대해 라이너를 위치시키는 보다 작은 단면의 단부지역들을 갖는 상기 슬리이브용 라이너를 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명의 조립체에 의해서 감싸여지는 두 기다란 기재간의 연결부, 특히 두 케이블간의 접소부를 제공한다.

본 발명은 또한 기다란 기재 둘레에 속이빈 압력실을 형성하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법은 :

(a) 상기 기재가 이를 통하여 연장되는 최소한 하나의 복원성 출구부를 가지며, 복원성 섬유에 의해서 복원되는 복합 구조체를 포함하는 속이빈 제품을 상기 기재둘레에 설치하는 단계와 ;

(b) 상기 구조체의 하나 또는 그 이상의 출구부만을 복원하여 상기 기재에 결합시키는 단계를 포함한다.

기재가 케이블 접속부일 경우에는 속이빈 제품은 두개의 출구부를 가지며 또는 나중에 쓰기 위한 여유부가 제공되거나 또는 분기부를 밀봉시키고자 할 경우에는 그 이상의 출구부를 가진다. 케이블의 종단밀봉 또는 방사상 형태의 밀봉의 경우에는, 속이빈 제품이 하나의 출구부를 가질 수도 있다.

물론, 직물을 불침투성으로 만들어야 되는 정도는 그 조립체의 용도에 따라서 다르다. 조립체를 가압 케이블간의 접속부를 밀봉시키는데 사용할 경우에는, 에너지와 가압매질이 소실되지 않도록 고도의 불침투성이 바람직하다. 다른 상황에서는 물, 기름, 연로, 또는 수압 유체에 대한 불침투성을 필요로 한다. 일반경로 기재의 성질 및 조립체의 사용기간에 따라서 허용가능한 침투성(perviousness)의 정도를 정할 수 있다.

직물을 실질적으로 불침투성이 되게 하는 수단은, 예컨대, 직물과 결합 또는 접착되거나 또는 직물전체에 분산된 중합체성 물질일 수도 있고, 또는 실질적으로 시이트 형태로 된 라이너 일수도 있으며, 또는 그 직물의 성질을 바꾸어 놓을 수 있는 어떠한 수단일 수도 있다. 이들 가능성중에서 첫번째의 것이 바람직한바, 그 복원성 직물과 이를 불침투성으로 만드는 중합체성 매트릭스 물질의 완전한 복합 구조체를 헝성시키는 것이 바람직하다. 매트릭스물질과 직물은 서로 화학적 및/또는 물리적으로 혼화성을 이룰 수 있는 것으로 하는 것이 바람직하다. 물리적으로 혼화성이라 함은 그 두 물질의 서로 대응하는 성질이 적층(lamination), 복원 및 사용시에 비슷하거나 또는 동일하다는 것을 의미한다. 화학적으로 비슷한 물질이 바람직한 바, 예컨대 직물과 매트릭스를 모두 폴리올레핀으로 할수 있으며, 각각 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌으로 하는 것이 바람직하다. 통상의 지식을 가진자라면 다른 적당한 쌍의 재료를 선택할 수도 있다.

본 발명자는 공기에 대한 불침투성을 필요로 할 경우에는 불침투성으로 만든 복원성 직물이 우수한 압력 유지력을 가진다는 사실을 알아냈다. 슬리이브의 압력유지 성능은 단순히 재료의 투공성의 문제만은 아니며(재료에는 최종적으로 구명이 존재해서는 안된다) 슬리이브 내부의 압력으로 인한 후프 응력(hoop stress)을 견뎌낼 수 있는 물질의 성능에 의해서도 결정된다. 이러한 관점에서, 복원성 직물이 특히 양호한 작용효과를 나타낸다는 것을 알아냈다.

두께가 작은 직물 슬리이브도 심한 팽창 또는 변형없이 고압에 견뎌낼 수 있다는 것을 알아냈다. 더욱 놀라운 것은 직물의 초기 투공성에도 불구하고 그러한 특징적인 잇점이 이용될 수 있다는 사실이다.

또한, 직물은 압출된 시이트보다 상당한 잇점을 제공하는데, 그 이유는 직물이 툭수한 섬유의 삽입에 의해서 용이하게 보강될 수 있기 때문이다.

슬리이브와 라이너는 각각 관의 형상이나 또는 랩 어라운드(wraparound) 형상으로 만들 수 있다. 랩 어라운드 슬리이브와 라이너는 자유단부가 없는 기재둘레에 설치될 수 있기 때문에 바람직하다. 이것은 특히, 전화 케이블 줄의 수많은 도선중에서 단 몇 가닥만 수선하고 난 다음에 그 케이블 접속 부를 감싸고자 할 경우에 유리하다. 만일 슬리이브와 라이너와 관의 형상을 하고 있을 경우에는 그 설치를 위해서 케이블 전체를 절단해야 한다. 랩 어라운드형 제품은 공간이 제한되어 있는 경우에도 유용하다. 랩 어라운드형 슬리이브는 단지 기재의 노출된 양이 슬리이브의 폭과 동일한 경우에도 설치될 수 있지만, 관형 슬리이브의 접속부를 형성하고 있는 동안 슬리이브를 그 접속지점으로부터 멀리 기재를 따라서 위치시켜 둘 공간을 필요로 한다.

슬리이브를 둘러싸서 고정시키는 기법은 대체로 4가지로 고려해 볼 수 있다. 첫째로, 슬리이브 시이트의 양쪽 모서리를 중첩 또는 기타 접착을 행할 수 있는바, 이때 선택적으로 그들이 서로 벗겨지지 못하도록 그 결합 부위에 덮개를 부착시켜 놓을 수도 있다. 이 경우, 일반적으로 접착은 직물을 불침투성으로 만드는데 사용한 중합체성 매트릭스 물질의 서로 마주한 부위간에 이루어지게 되며, 직물로부터 매트릭스 물질로 복원력이 확실하게 잘 전달되도록 해야 한다.

둘째로, 직물을 관통하는 수단을 사용할 수도 있는바, 예컨대 봉합(stitching), 스테이플링(stapling), 리벳팅을 사용하거나, 압력스터드와 같이 미리 삽입시켜 두는 결속구를 사용하거나 또는 슬리이브 시이트를 관통하는 다수의 돌기를 갖춘 수단을 사용할 수 있다. 시이트를 관통하는 수단은 밀봉요소(closureelement)를 그 시이트의 각 가장자리에 결합시틴 다음, 고리등에 의해서 서로 결속시키는 것이다.

세번째의 고정방법은 영국 특허 제1155470호에 개시된 C형채널과 같은 결속구 또는 재사용 가능한 도구에 의해서 슬리이브의 두 가장자리를 서로 결속시키는 것이다.

마지막의 고정방법은 복원성 섬유가 결합되는 양쪽 모서리에서 종단되지 않고 그 대신에 이중배면부를 형성하도록 직물을 형성시키는 것이다. 일 예를 들자면, 셔틀직기(shuttle loom)를 복원성 위사를 사용해서 그 직물의 각 가장자리 속에 밀봉부재를 삽입시키는 것이다. 다른 예로서는 그 슬리이브의 각 가장자리에 폐쇄된 주머니를 짜놓은 것이다.

복원성 슬리이브를 구성할 때 염두에 두어야 할 문제점들을 여러가지가 있는 바, 제일 먼저 고려해야 할 것은 복원율(recovery ratio)이다. 복원율은 슬리이브로 하여금 기재중에서 부피가 가장 큰 부분을 둘러싸고서 복원되었을 경우 부피가 가장 작은 부분과 결합하게끔 충분히 크게 되도록 해야 한다. 전화 케이블 접속부의 경우, 그 접속부의 부피는 일반적으로 케이블과 직경의 2-6배정도 되는바 슬리이브의 복원율도 그 정도 되어야지 적당하다. 슬리이브는 복원되었을 경우에 접속부와는 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직한데, 그렇지 않으면 손상을 입게될 염려가 있기 때문이다. 아울러, 접속부 케이스는 손상을 입지 않고서도 재작업을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 최종의 구조체는 속에 공간을 지니도록 하는 것이 바람직하다. 복원량은 그 치수 변화를 복원전에 치수에 대한 복원 칫수의 퍼센트로서 표시할 수도 있다. 이렇게 할 경우, 복원율은 최소한 20%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 최소한 40%, 특히 최소한 50%, 더욱 특히 최소한 75%가 되도록 하는 것이 바람직하다.

슬리이브를 케이블 접속부의 형상과 다소 상응한 형상으로 할 경우에는 그 접속부와 케이블간의 칫수비 보다 작은 복원율을 지닌 슬리이브를 사용해도 좋다. 이러한 형상의 슬리이브를 사용하면, 슬리이브가 접속부 뭉치 위로 미끄럼 이동할 수 없게 되므로 슬리이브를 보통 랩 어라운드 형으로 만들어야 한다. 케이블을 밀봉하게 되는 스리이브의 단부에서의 복원은 더 크게 해야 할 필요가 있기 때문에 높은 복원율을 지닌 지역과 낮은 복원율을 지닌 지역을 갖추도록 직물을 만들수도 있다.

이것은 각 지역에 서로 다른 섬유를 사용하거나, 또는 한 종류의 섬유를 서로 상이하게 처리하여 예컨대 서로 상이한 정도로 조사(irradiation)하여 사용함으로써 성취할 수 있다. 이러한 상이한 처리는 프로라드 또는 앤티 라드(prorads or antirads)를 상이하게 조합하여 처리하는 것을 포함할 수도 있으며, 이러한 방식에 의하면 균일한 조사에 의해서 서로 다른 복원율 또는 복원응력의 지역을 만들수 있을 것이다.

여기서 섬유의 형태와 직물의 구조에 관해서 간략하게 살펴보면, 필요한 정도의 복원을 일으킬 수 있고 또한 직물이 실질적으로 불침투성이 되게 만들 수 있을 정도로 섬유밀도가 충분히 높은 것이라면 어떠한 섬유의 제직체 또는 전직체 또는 부직포이든 모두 사용할 수 있다.

본 발명의 목적을 위해서 재직(weave)이란 용어는 편조(braid)를 포함하는 것으로서, 왜냐하면 제조방법이 다를지라도 그 제품이 서로 유사하기 때문이다. 경사와 위사란 용서는 편조에 대해서만 엄격하게 적용되는 것은 아니며, 제직에 대해서 사용되는 경우에도 섬유의 방향을 임의 선택함으로써 편조에 관련한다고 볼 수 있다.

복원성은 칫수가 안정된 섬유로 제직 또는 편직한 직물을 변형시켜서 얻어내는 것보다는, 오히려 이미 복원성을 지니고 있는 섬유를 제직 또는 편직하여 얻어내는 것이 바람직하다. 이 두번째의 경우, 그 직물의 복원율은 그 섬유의 복원율 뿐만 아니라 제직 및 편직의 형태와 실질적인 불침투성을 제공하도록 사용한 수단에 의해서도 결정되는 것이다.

따라서 전체의 제품은 가열 또는 기타 처리시에 미리 변형시킨 형상으로부터 원래의 형상으로 복원되거나 또는 함유하는 섬유의 복원형상에 의해서 결정되는 새로운 형상으로 복원되거나 또는 사전에 변형되지 않는 또 다른 새로운 형상을 복원된다.

이 제품은 일반적으로 최종적인 제품 상태에서는 탄성 또는 소성 기억을 나타내는 중합체성 섬유를 포함하는 수축성(바람직하기로는 열수축성) 슬리이브를 포함하며, 상기 탄성 또는 소성 기억에 관해서는 예컨대, 미국 특허 제2027962호, 제3086242호 및 제3597372호에 설명되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제2027962호에서 잘 알 수 있는 바, 칫수적으로 열안정한 원래의 형상은 연속공정중의 일시적인 형태로서, 이 연속공정에서 예컨대 압출튜브는 별도의 단계에서 칫수적으로 열 불안정한 형태로 팽창된다(또는 본 발명의 경우에 직물 튜브는 팽창되며 또는 섬유는 일반적으로 형성 도중에 연신된다.)

중합체의 열복원성 제품을 제조하는 경우에는, 일반적으로 중합체성 물질을 그 제품의 제조과정중의 어느 단계에서 교차결합시켜서(cross-linked) 온도에 대한 안정성을 증가시킴과 동시에 바람직한 칫수복원성을 향상시킬 수 있도록 한다. 열복원성 제품을 제조하는 한가지 방법은 중합체성 물질을 원하는 열안정형상으로 연신하거나 성형시키고, 이어서 그 중합체성 물질을 교차 결합시킨 다음, 이 제품을 결정 용융점, 또는 비결정성인 경우에 본 발명에서와 같이 중합체의 연화점 이상의 온도로 가열하고, 이 제품을 변형시킨 후, 그 변형된 상태로 이제품을 냉각시킴으로써 그 변형상태가 그대로 유지되로록 하는 것을 포함한다. 따라서, 사용시에는 변형된 상태의 이 제품은 열에 불안정하기 때문에, 그 제품에 열을 가하면 제품은 열에 안정한 원래의 형상으로 될 것이다.

섬유률 조사에 의해서 교차 결합시킬 경우에는 그 교차결합 단계를 섬유의 전재조과정중에 포함시키는 것이 편리하다. 섬유를 압출해서, 그 용융점 이하의 온도에서 바람직하게는 800-2000% 정도로 연신한 다음, 조사에 의해서 교차 결합시킨다. 섬유룰 제조하는 방법중에서 이 보다 덜 바람직한 방법은 그 섬유를 압출해서 조사에 의해서 교차결합시킨 후에, 바람직하게는 그 용융점 이상의 온도로 가열해서 연신한 다음, 냉각시키는 것이다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)섬유는 약 5-35 메가라드(megarads), 보다 바람직하게는 약 5-35 메가라드, 가장 바람직하게는 약 7-18 메가라드, 특히 약 10-18 메가라드의 방사선량으로 조사하는 것이 바람직하다. 결과적으로 겔의 함량은 최소한 20%, 보다 더 바람직하게는 최소한 30%, 가장 바람직하게는 최소한 40%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 실제로 대부분의 경우에 최대 약 90% 정도면 충분하다.

예컨대, 영국 특허 제 1440524호에 기재된 바와 같은 다른 제품의 경우는 탄성중합체 부재가 복원되도록 한 것이다.

가열하여 복원시킬 경우, 그 복원온도는 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 80-25℃, 특히 120-125℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 직물은 그 복원성 섬유가 적어도 복원을 요하는 방향으로 효과적으로 배열되도록 구성해야 한다. 그러므로, 제직에 있어서 경사만을 또는 위사만을 또는 경사와 위사 모두를 복원성으로 할 수 있다. 3축 제직과 같은 더욱 복잡한 제직의 경우에는 두 경사중 하나, 또는 모두를 복원성으로 할 수 있다. 직물의 사용으로 얻을 수 있는 잇점은 완전한 단일 축선방향의 복원성 또는 두 방향간에 선택적으로 복원성을 얻어낼 수 있는데에 있다. 직물을 편직하는 경우에 복원성 섬유를 사용하면 모든 방향으로 복원성이 생기게 할 수 있으니, 경사 또는 위사의 삽입을 조절하여 선택적인 복원성을 제공할 수도 있다.

동일한 섬유를 사용할지라도 재직이나 편직의 형태를 달리하면, 예컨대, 최종적인 복원율, 강도 및 가요성과 같은 효과를 다르게 낼 수 있다. 제직의 형태에 관한 예로서는 평직, 능직, 파능직, 헤링본 수자직, 면수자직, 사직, 호프색, 색, 패트 및 이들을 서로 조합시킨 것을 들 수 있다. 제직은 단일 제연(singleply)으로 하거나, 또는 밀도가 높거나 두꺼운 직물을 필요로 하는 경우에는 복수제연으로 할 수도 있다. 본 발명의 바람직한 목적을 위해서는 전이부를 가진 라이너위로 경사복원성 직물을 복원시키고자 할 경우에, 어떠하나 단일의 위사 삽입시에도 클림프(crimp)가 낮은 고도의 경사복원성이 필요하다.

따라서, 수자직 또는 면수자직과 같은 고도의 부유성을 지닌 것으로서 낮은 크림프와 조합된 고도의 위사밀도를 슈용하고 우수한 복원성을 유지하는 직물이 바람직하다.

복원성 직물을 제조하는데 사용하는 섬유는 모노 필라멘트, 멀티필라멘트 또는 스테이플 방적사로 할 수 있다. 많은 표면적으로 인해 교차결합시 다수의 문제가 제기될 수 있더라도 멀티필라멘트사를 사용하면 더욱 큰 가요성을 얻을 수 있다. 사용되는 중합체성 물질의 예로는 폴리에틸렌(특히 HDPE)과 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르및 FEP, 에틸렌 퍼플루오로 공중합체, 폴리비닐리딘 플루오라이드와 FEP공중합체와 같은 플루오로 플리머가 포함된다.

실질적으로 완전하게 복원되는 온도 즉 복원온도는 바람직하게 60℃이상, 또는 더 바람직하게는 80-250℃ ,가장 바람직하게는 120-150℃이다.

비복원성 섬유는 복원성 섬유에 대해 보강제 또는 보조제로서 사용할 수 있거나 또는 직물의 하나 또는 그 이상의 칫수중에 주된 성분을 구성할 수도 있다.

비복원성 물질의 예로는 유리섬유, 탄소 섬유, 와이어 또는 다른 금속섬유, 폴리에스테르 예를 들어 케블라(Kevlar)(상표명)인 방향족 폴리아미드와 같은 방향족 중합체, 이미드 및 세라믹을 들 수 있다.

영국 특허 출원 제8300218호에 개시된 바와 같은 시스템은 열복원성 직물과 중합체서 매트릭스 물질(polymer matrix material)의 복합구조체를 포함하는 것으로,

(a) 상기 열복원성 직물은 가열되면 복원되는 섬유를 포함하며, 상기 섬유는 그 복원온도 이상의 온도에서 적어도 5×10^-2MPa의 복원 응력(Y)를 가지며,

(b) 상기 중합체성 매트릭스 물질은, 상기 섬유의 복원온도 또는 그 이상의 온도에서 20%이상, 바람직하게는 100%이상, 특히 400-700%의 파단연신율과(분당 300%의 변형율에서 측정하여) 적어도 10^-2MPa의 20%시컨트 계수(Secant Modulus)를 가지며, 또한

상기 온도에서 다음의 부등식 :

(여기서, R은 복합구조체의 전체 체적 또는 그 적절한 부위를 기초로한 주어진 방향에 따른 복합구조체의 열복원성 섬유를 평균유효 체적분율(mean effective volume fraction 임)을 만족되게 하는 연신율/온도 관계를 가진다.

다른 실시예에서, 본 발명은 교차결합된 중합체성 물질과 교차결합된 복원성 섬유를 포함하며, 상기 복원성 섬유에 의해 복원이 되는 복원성 복합구조체를 제공한다.

이러한 복원성 복합구조체는 중합체성 물질을 교차결합된 복원성 섬유에 가한 다음, 이 중합체성 물질을 교차결합시킴으로써 제조될 수 있다.

이 섬유는 그 복원후의 강도를 증가시키도록 교차결합시키는 것이 바람직하며, 그 복원응력은 일반적으로 적아도 1MPa, 바람직하게는 1.5-5MPa가 적당하다. 중합체성 물질은 열복원중에 특히 토오치에 의한 열복원도중 적하되거나 녹아흐르지 않도록 교차결합되는 것이 바람직하다. 그러나 중합체성 물질에 요구되는 교차결합의 정도가 상이하기 때문에 문제가 야기될 수도 있다. 이것은 바로 위에서 설명한 실시태양에서 두개의 교차결합단계가 개별적으로 수행되어야 하는 이유이다. 이 문제는 섬유와 중합체성 물질의 각기 다른 교차결합반응(조사 교차결합의 경우는 비임반응)으로 인해 발생하거나 또는 섬유 및 중합체성 물질에 행해진 처리로부터 발생할 수도 있다. 이 두번째 영향은 섬유를 복원 가능하도록 하는 인발공정에 의해 형성되는 그 분자 방향 때문에 발생하는 섬유의 감소된 비임반응을 포함된다.

그럼에도 불구하고, 복합구조체는 중합체성 물질에 대한 복원가능한 섬유의 비임반응이 복합구조체의 복원율이 조사되지 않은 복합구조체의 복원율에 대하여 70%의 값까지 감소되기 전에 섬유의 조사후의 복원응력이 적어도 1MPa데 도달한다면 단일의 교차결합 단계만으로도 제조될 수가 있다.

상대적인 비임반응은 복원성 섬유내의 포르라드존재와 중합체성 물질내의 앤티라도 존재에 따라 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 직물은 복원성 직물과 이것에 적층된 중합체성 매트릭스 물질을 포함하는 복원가능한 가요성 복합구조체내에 통합되는 것으로, (a) 상기 복원성 직물은 1.5-5MPa의 복원응력을 갖는 교차결합된 복원성 폴리올레핀을 포함하며, (b) 매트릭스는 교차결합되어, 복합구조체로서의 복원율이 자유직물 복원율의 최소한 65%가 되며, 조사후의 중합체성 매트릭스 물질자체는 분당300%의 변형율에서 측정하여 400-700%의 실온 연신율을 가진다.

조사는 교차결합의 한 수단을 제공하는 것 이외에도 복학구조체내에서 다른 특징들을 제공한다. 섬유를 산소분위기에서 조사하는 경우에는, 중합체의 처리전에 섬유의 표면성질에는 섬유와 중합체성 물질의 접착을 증진시키는 산화현상과 같은 변화가 일어날 수 도 있다. 중합체성 물질을 처리한 후 조사를 하면 복합구조체의 두 성분 사이에 교차결합접착을 형성함으로써 이러한 접착을 도와줄 수도 있다

중합체성 매트릭스 물질은 열가소성이거나 탄성중합체성일 수 있다. 열가소성 물질의 예로는 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌/에틸 아크릴레이트 공중합체, LLDPE, LDPE, MDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르아미드 퍼플루오로에틸렌/에틸렌 공중합체 및 폴리비닐리덴 플루오라이드가 있다. 바람직한 탄성중합체성 물질은 다음과 같다. ABS 블록 공중합체, 아크릴화합물(예 : 아크릴레이트, 메타크릴레이드 및 그들의 공중합체), 에틸렌과의 고 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리노르보넨, 폴리우레탄 및 실리콘 탄성중합체. 이들 물질(또는 이들 물질의 일부)은 바람직하게는 교차결합되며, 이러한 교차결합은, 직물에 중합체성 물질을 혼입시켜 직물을 불침투성으로 만든후에 직물을 적합한 교차결합체로 처리함으로써 편리하게 수행한다.

두 케이블의 단부들간의 단순한 접속부 주위에 밀봉을 행하는 경우에는, 각 케이블에 접촉하는 간단한 슬리이브를 사용할 수 있다. 그러나, 두개 또는 그 이상의 케이블 또는 개재들은 한 위치에서 밀봉시켜야 한 경우에는 문제점이 발생할 수도 있다. 이러한 문제는 분기로서 알려진 바와같이 하나의 케이블이 두개의 케이블로 분기되는 케이블 접속부에서 일어나게 된다. 이러한 문제점은 분기 케이블간의 분기지역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 직물 슬리이브의 출구부의 원주방향으로 이격된 부분을 고정시키는 수단을 설치함으로써 극복될 수 있다. 상기 고정수단의 예로는 복원서어 직물 슬리이브의 출구부에 설치되어 최소한 두개의 출구부로 분리할 수 있는 최소한 두개의 레그를 갖는 분기클립을 들 수 있다.

다음의 실시예는 바람직한 재료로부터 제조된 가압실을 예시하는 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

여러가지 다양한 제직의 복원성 성분들을 제공하도록 다음의 두 HDPE 모노필라멘트를 선택한다.

이들 섬유를 0.2Brads/min의 선량율로 6MeV 전자를 사용하여 조사하였다.

다음 표 1을 여러가지 전체방사선량에 대한 이들 섬유의 성질들을 나타낸다.

[표 Ⅰ]

[섬유 성질]

이들 두개의 HEPE 섬유의 각각을 비복원성 섬유와 함께 직조하여 여러가지 다른 제직을 만들었다. 각각의 경우 복원성 HDPE를 경사로 하였다.

다음 표 2는 각각의 직물형태에 대한 복원율(%)을 나타낸다. 직물11로 표시된 케블라(kevlar)는 아라미드 섬유사의 상표이다.

[표 Ⅱ]

[직물 성질]

* 인치당 경사 밀도/인치당 위사 밀도로 표시

** 10Mrads에서의 값

폴리에스테르 A=1000 데니어 폴리에스테르, 용융점 220℃

폴리에스테르 B=840 데니어 폴리에스테르, 용융점 220℃

상기 직물 5 및 11을 여러가지 중합체성 수지와 조합하여 직물을 실질적으로 불침투성이 되게 하여 복합체를 제조하였다. 상기 수지를 배향성이 거의 없거나 없는 0.5㎜ 두께의 압출시이트 형태로 하였고 실리콘 고무판 사이에 압착하여 적층을 행하였다. 얻어진 복합체를 2.4 또는 6Mrads의 방사선량을 얻기에 충분한 시간동안 0.24Mrads/min의 선량율로 실온의 대기중에서 6 MeV 전자로 조사하였다. 다음 표 3은 적층조건 및 네개의 복합체에 대한 최종 복원율(%)을 나타낸다.

[표 Ⅲ]

[적층조건]

각기 직물의 인장강도를 100㎜/min의 인발율을 이용한 인스트론 텐서미터(Instron tensometer)로 시험하였다.

모든 경우에, 30N 이상의 우수한 파열강도를 이루었고 케블라에 기초한 직물은 150N 이상으로 비교적 높았다.

상기 복합체 1과 4는 두개의 가압된 전화 케이블 사이의 접속부를 밀봉하기에 적합한 접속부 케이스를 생산하는데 사용하였다.

이들 복합체 시이트의 각각에는 주위를 둘러싼 형상일때 내부로 향하게 되는 면에 열용융 접착제로 피복하였다. 사용된 접착제는 1% 이하의 아크릴 고무로 개질된 폴리아미드로서, 0.5㎜의 두께로 도포하였다. 얻어진 네게의 슬리이브는 표4에 나타낸 수치를 가졌고 표시된 케이블 크기와 결합하여 사용하였다.

[표 Ⅳ]

각각의 이들 슬리이브를 슬리이브 길이의 약75%의 알루미늄 통으로 구성되고 30°의 완만한 전이부를 제공하도록 변형될 수 있는 왕관형 단부를 갖는 라이너와 결합하여 사용하였다.

본 발명을 첨부한 도면은 참조하여 설명하기로 한다. 두개의 기재(1)를 결합 부위(2)에서 접속하여 라이너(3)와 복원성 직물 슬리이브(4)로 감싼다.

제1도에서 슬리이브는 복원전 상태이고 제2도는 복원후의 상태를 나타낸 것이다.

제2도에서 접착제는 슬리이브를 기재(1)와 라이너(3)에 접착시키는 것으로 도시될 수 있다. 바람직하게는 접착제는 슬리이브의 내부표면에 피복시켜 제공된다. 가열에 의해 복원이 개시되면, 접착제는 바람직하게는 열활성이므로 단일 가열단계에 의해 슬리이브의 복원이 이루어지게 하고 접착제의 활성이 일어나게 해준다. 접착제를 슬리이브의 전채 표면에 덮을 필요는 없고, 예시된 실시예에서 접착제 피복을 슬리이브가 케이블과 만나는 부위에만 제공할 수도 있다.

제3도에서 기재(1)은 복수 전도체 케이블로서 나타나 있고 부위(2)는 두 케이블을 결합하는 접속부 뭉치이다. 이 도면에 있어 라이너(3)와 직물 슬리이브(4)는 모두 랩 어라운드형이다. 라이너는 (8)에서 힌지식으로 접속되어 있고 그것을 닫을때 강성을 보장하도록 성곽식 모서리들(9)을 가진다. 슬리이브에는 C형 단면의 길 채널과 함께 유지될 수 있는 그 종방향 모서리에 밀봉수단(6)이 제공된다. 다른 형태의 밀봉수단을 사용할 수도 있으며, 일반적으로 바람직한 것은 복원도중 직물의 모서리 부위를 인접한 관계로 유지하기 위한 기계적밀봉수단이다. 라이너는 왕관형 단부들(7)을 가지며, 이 단부들은 그 중앙부위로부터 케이블(1)로의 전이부를 제공하고 케이블에 대해 라이너를 위치시키게 되므로 케이블과 결합되게만 복원되는 출구부분을 갖는 속이빈 압력실의 제조를 가능케 한다. 기재와 슬리이브의 출구부가 결합되는 부위에는 압력실의 압력을 감소시킬 수 있는 어떤 수단을 제공할 수도 있다.

제4도에서 보조부재(10)는 접속부 케이스내의 압력유지를 도와주기 위한 것으로 도시되어 있다. 예를들어 보조부재는 접속부 케이스내에 가압하기위해 오목하거나 또는 요입된 표면으로 나타낼 수 있고 또한 이것에는 껍질을 벗긴 케이블(1)에 슬리이브(4)를 접착하는 접착제가 부착될 수 있다. 보조부재를 케이블 둘레에 감싸여져서 한분기부가 케이블에 결합하고 다른 분기부는 슬리이브에 결합하는 대체로 U형 또는 V형단면의 스트립 소재로 할 수도 있다. 보조부재는 슬리이브와 기재사이에 배치되고 슬리이브내의 압력에 의해 발생된 힘에 의해서 변형될 수 있도록 위치되어 그 일부는 슬리이브에 대하여 힘을 받게 되고 그 다른부분은 기재에 대하여 힘을 받게 된다.

제5도에 나타낸 밸브(11)는 접속부 케이스를 가압시키거나 모니터하기 위한 것이다. 밸브는 직물의 구멍과 라이너를 통과하여 축상의 나사와 결합하는 너트(12)에 의해서 라이너와 직물 슬리이브에 고정된다. 공기 밀봉을 보장하도록 와셔(13)가 설치된다. 밸브 또는 기타 부속물을 라이너에 대해 스리이브를 위치시키기 위해 사용될 수 있고 라이너를 접지시킬 수 있는 수단을 제공할 수 있다.

제6도에는 복원성 직물복합체의 단부가 도시되어 있다. 이 직물은 직물을 공기에 대해 불침투성이 되게하는 매트릭스 물질(17)중에 매설된 경사(15)와 위사(16)을 포함한다. 접착제 피복(18)이 직물의 한쪽에 제공된다.

Claims (37)

1. 기다란 기재간의 접속부를 감싸기 위하여, 슬리이브와, 보다 큰 단면의 중앙지역과, 상기 중앙지역으로부터 상기 기재로의 전이부들을 제공하며 상기 기재에 대해 라이너를 위치시키는 보다 작은 단면의 단부지역들을 갖는 상기 슬리이브용 라이너를 포함하는 조립체에 있어서, 상기 슬리이브는 복원성 직물로 구성되며, 상기 조립체는 상기 직물이 복원되었을때 상기 직물을 실질적으로 불침투성이 되게 하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 직물은 복원가능한 중합체성 섬유로 편직 또는 제직된 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 섬유는 편직이나 제직전에 교차결합된 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 직물은 능직, 파능직, 수자직 또는 면수자직인 조립체.
5. 제4항에 있어서, 상기 직물은 실질적으로 열안정성 위사 또는 실질적으로 열안정성 경사로 구성한제직인 조립체.
6. 제1항에 있어서, 상기 직물은 폴리올레핀 섬유를 함유하는 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 직물은 유리섬유 또는 방향족 폴리아미드 섬유 또는 폴리에스테르 섬유를 함유하는 조립체.
8. 제1항에 있어서, 상기 직물을 불침투성이 되게 하는 수단은 상기 직물의 최소한 일면에 접착된 중합체성 물질을 포함하는 조립체.
9. 제1항에 있어서, 상기 직물을 불침투성이 되게 하는 수단은 그를 통해 직물이 연장되어 있는 중합체성 매트릭스를 포함하는 조립체.
10. 제8항에 있어서, 상기 중합체성 물질이 교차결합되어 있는 조립체.
11. 제8항에 있어서, 상기 중합체성 물질은 분당 300%의 변형율로 측정했을 때 400-700%의 파단 연신율을 갖는 조립체.
12. 제1항에 있어서, 상기 라이너는 분리가능한 요소로서 사용시에 중앙관형부와 대체로 원추대 형상의 양단부를 포함하는 조립체.
13. 제1항에 있어서, 상기 라이너는 기재둘레에 감싸여 질수 있으며 전이부가 형성될 수 있는 왕관형의 단부지역을 갖는 재료층을 포함하는 조립체.
14. 제1항에 있어서, 상기 라이너는 외측으로 향하는 밸브가 부착되어 있고, 상기 직물에는 밸브를 통과시키는 구멍이 형성되어 있는 조립체.
15. 제1항에 있어서, 최소한 하나의 보조부재를 더 포함하며, 상기 보조부재는 상기 슬리이브와 상기 기재사이에 배치됨과 아울러 상기 슬리이브내의 압력에 의해 발생된 힘에 의해서 변형가능하도록 위치되어 상기 보조부재의 일부는 슬리이브에 대하여 힘을 받게 되고 그의 다른 일부는 기재에 대하여 힘을 받게 되는 조립체.
16. 제1항에 있어서, 최소한 하나의 보조부재를 더 포함하며, 상기 보조부재는 상기 슬리이브와 상기 기재사이에 배치됨과 아울러 상기 슬리이브내의 압력에 의해 발생된 힘에 의해서 변형가능하도록 위치되어 상기 보조부재의 일부는 슬리이브에 대하여 힘을 받게 되고 그의 다른 일부는 기재에 대하여 힘을 받게 되는 조립체.
17. 제16항에 있어서, 상기 고정수단은 최소한 두개의 레그를 가진 클립인 조립체.
18. 제1항에 있어서, 상기 슬리이브의 내면에는 열활성 접착제가 피복되어 있는 조립체.
19. 제1항에 있어서, 상기 직물을 열복원성인 조립체.
20. 제1항에 있어서, 상기 라이너와 슬리이브의 각 둘레는 이들의 설치후에 상기 직물이 20-50%의 비변형된 복원율을 유지하도록 되어 있는 조립체.
21. 제1항에 있어서, 상기 직물의 복원성 섬유는 1.5 내지 5MPa의 복원응력을 가지는 조립체.
22. 상기 항중 어는 한항에 따른 조립체에 의해서 감싸여지는 기다란 기재간의 접속부.
23. 제22항에 있어서, 상기 기재는 전력 케이블인 접속부.
24. 제22항에 있어서, 상기 기재는 통신 케이블인 접속부.
25. 제24항에 있어서, 상기 케이블은 가압 케이블인 조립체.
26. (a) 복원성 직물을 포함하는 슬리이브와, (b) 상기 직물이 복원되었을때 상기 직물을 실질적으로 불침투성이 되게 하는 수단과, (c) 보다 큰 단면의 중앙지역과, 상기 중앙지역으로부터 기재로의 전이부들을 제공하며 상기 기재에 대해 라이너를 위치시키는 보다 작은 단면의 단부지역들을 갖는 상기 슬리이브용 비교적 강성의 라이너와, (d) 상기 슬리이브와 외피가 벗겨진 기재간의 접착을 이루도록 상기 슬리이브와 상기 기재사이에 배치된 하나 또는 그 이상의 보조부재와, 하나 또는 그 이상의 밸브와, 최소한 두개의 레그를 가진 하나 또는 그 이상의 클립을 포함하는 키드부품.
27. 기다란 기재간의 접속부를 감싸는 방법으로서, (a) 상기 접속부 둘레에 보다 큰 단면의 중앙지역과 상기 중앙지역으로부터 상기 기재료의 전이부들을 제공하며 상기 기재에 대하나 라이너를 위치시키는 보다 작은 단면의 단부지역들을 갖는 비교적 강성의 상기 라이너를 설치하는 단계와, (b) 둘레에 복원성 직물이 복원되었을때 상기 직물을 공기에 대해 불침투성으로 하는 수단과 결합된 상기 복원성 직물을 포함하는 슬리이브를 설치하는 단계와, (c) 상기 직물을 복원시켜 상기 슬리이브가 상기 접속부의 각 측면에서 상기, 기재에 결합되게 하는 단계를 포함하는 방법.
28. 기다란 기재둘레에 속이빈 압력식을 형성하는 방법으로, (a) 상기 기재가 이를 통과하여 연장되는 최소한 하나의 복원성 출구부를 가지며, 복원성 섬유에 의해서 복원되는 복합구조체를 포함하는 속이빈 제품을 상기 기재둘레에 설치하는 단계와, (b) 상기 구조체의 하나 또는 그이상의 출구부만을 복원하여 상기 기재에 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 기재는 케이블 접속부를 포함하며, 상기 속이빈 제품은 설치했을때 최소한 두개의 출구부를 갖는 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 속이빈 제품은 슬리이브를 포함하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 슬리이브는 랩 어라운드형 슬리이브인 방법.
32. 제28항 내지 제31항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 압력실은 최소한 두개의 분기 기재의 둘레에 형성되며, 상기 방법은 상기 분기 기재중 한가 상기 각각의 복원성 출구부에 삽입될 수 있도록 상기 속이빈 제품의 출구부를 분기클립에 의해서 최소한 두개의 출구부로 분할하는 단계를 더 포함하는 방법.
33. 제28항에 있어서, 상기 복원성 섬유는 복원성 직물에 의해서 제공되는 방법.
34. 제28항에 있어서, 상기 섬유는 교차결합되어 있는 방법.
35. 제28항에 있어서, 상기 출구부와 이를 통과하는 기재사이에 접착을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
36. 제28항에 있어서, 상기 기재와 상기 출구부가 분리되는 현상을 방지하도록 상기 압력실의 압력을 감소시키는 수단을 상기 기재가 상기 출구부에 결합되는 지점에서 상기 기재둘레에 설치하는 단계를 더 포함하는 방법.
37. 제9항에 있어서, 상기 중합체성 물질이 교차결합되어 있는 조립체.

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