!HU000005397T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 005 397
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA H01B 13/00
(21) Magyar ügyszám: E 04 815106 (22) A bejelentés napja: 2004. 12. 21. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040815106 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1700317 A1 2005. 07. 21. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1700317 B1 2008. 10. 22.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 533540 P 2003. 12. 31.
(73) Jogosult: E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY, Wilmington, Delaware 19898 (US)
US
(72) Feltalálók: LEVY, Daniel, N., CH-1295 Tannay (CH); AESCHBACH, Kurt, CH-1227 Carouge (CH)
(54)
(2006.01) H01B 13/14 (2006.01) B29C 47/00 (2006.01) B29C 63/20 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 05066979 PCT/US 04/042989
(74) Képviselõ: Farkas Tamás, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Pépsajtolással készült szigetelõelem légcsatornákkal
HU 005 397 T2
(57) Kivonat A találmány tárgya szigetelt kábel, amelyben vezetõ, valamint pépsajtolt finom PTFE-porból elõállított szigetelés van elrendezve a vezetõ körül, és a szigetelésnek legalább egy zárt, folyamatos, hosszirányú légcsatornája van az említett vezetõtõl bizonyos távolságban elrendezve. A találmány feltárja továbbá a szigetelés kialakítására szolgáló eljárást is, ahol az eljárás során: kenõanyaggal kevert finom PTFE-port pépsajtolnak olyan sajtolóberendezésben, amelyben szerszám, tüske, és legalább egy csatornaképzõ elem van elrendezve, ahol a szerszám és a tüske az említett nyílásban elrendezett csatornaképzõ elemmel, sajtolónyílás irányába összetartó kamrát képeznek, továbbá a tüskének a kábel adagolására szolgáló központi furata van, és a pépsajtolás során kenõanyaggal kevert finom PTFEport kényszerítenek át az említett kamrán, és szigetelést képezõ, legalább egy, a vezetõtõl bizonyos távolságban elrendezett zárt, hosszanti légcsatornával ellátott, kenõanyaggal kevert nyers sajtolványként átsajtolják a nyílás kimenetén a vezetõ köré.
1. ábra
A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 4 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 005 397 T2
A találmány tárgya A jelen találmány szigetelt kábel, valamint politetrafluoro-etilén pépsajtolásával kialakított szigetelésének gyártási eljárására vonatkozik. 5 A technika állása A finom politetrafluoro-etilén (PTFE) port régóta használják kábelek szigetelõanyagaként. Mindazonáltal a nagy molekulatömegû PTFE kedvezõ tulajdonságai dacára, nevezetesen alacsony dielektromos állandója és alacsony elektromos veszteségi tényezõje ellenére, különösen nagy átmérõjû, nagyfrekvenciás koaxiális átviteli kábelek szigetelõanyagaként más polimereket alkalmaztak, mivel a PTFE feldolgozása korlátokba ütközik. A finom politetrafluoro-etilén (PTFE) por vizes diszperziós polimerizációval készül, amelyet követõen a diszperziót koagulálják és az eredményül kapott koagulált szilárd terméket megszárítják, hogy finom port kapjanak. Mivel a finom PTFE-por nem ömleszthetõ olvadt állapotban megfelelõ módon úgy, hogy olvadt állapotban feldolgozható legyen, a port közvetlenül termékekké alakítják és a kábeleket sajtolási eljárással vonják be vele, amelynek során nincs szükség az olvadt állapotban történõ ömlesztésre. Ezt a sajtolási eljárást pépsajtolásnak hívják, és például az US 2 685 707 számú szabadalom ismerteti. A pépsajtolás során a pépsajtolásra kerülõ keveréket úgy állítják elõ, hogy a finom PTFE-port szerves kenõanyaggal kezelik, így viszkozitása legalább 0,45 centipoise 25 °C¹on, és az ezt követõ sajtolás során folyékony állapotban marad. A PTFE felszívja a kenõanyagot és ennek következményeként száraz, pépesen sajtolható elegyet kapnak, amelyet kenõanyaggal kevert finom PTFE-pornak hívnak. A pépsajtolás során, amelyet tipikusan 25 °C és 60 °C között végeznek, a kenõanyaggal kevert finom port átkényszerítik egy szerszámon annak érdekében, hogy kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt kapjanak. A kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt ezt követõen hevítik, általában 100 °C és 250 °C közötti hõmérsékleten annak érdekében, hogy elpárologtassák és kihajtsák a kenõanyagot a sajtolványból. A legtöbb esetben a megszárított sajtolványt olyan, tipikusan 327 °C és 500 °C közötti hõmérsékletre hevítik, amely a PTFE lágyuláspontjához közel vagy afölött van, annak érdekében, hogy zsugorítsák a PTFE anyagot. A nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzás átvitelére alkalmas kábelek különösen hasznosak a rádiófrekvenciás kommunikáció olyan területein, ahol a tereptárgyak meggátolhatják a jel terjedését, például épületekben vagy épületek körül, alagutakban, garázsokban. Ehhez hasonlóan ezeket a kábeleket szabad területeken is alkalmazzák ott, ahol pontosan szabályozott jelszintekre van szükség, amelyet bizonyos távolságra kell sugározni anélkül, hogy más közeli jelekkel interferálna. A nagyfrekvenciás átviteli kábelt a legkisebb lehetséges dielektromos eT állandóval és a legkisebb lehetséges tangens d veszteségtényezõvel kell szigetelni annak érdekében, hogy elérjük a megfelelõ csillapítási
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
karakterisztikát. Ahogy az US 5 922 255 számú szabadalomban feltárásra került, körülbelül 1,8-nél kisebb dielektromos állandó megfelelõ. Az olyan szigetelõanyag, mint a fluoropolimerek és a polietilének körülbelül 2 dielektromos állandóval rendelkeznek. Ahogy az US 3 771 934, valamint az US 5 922 155 számú szabadalmakban kitanításra került, légkamrákat alakíthatnak ki az olvadékként ömlesztett polimerbõl kialakított szigetelésben, hogy csökkentsék a dielektromos állandót. A PTFE rendelkezik a legalacsonyabb veszteséggel (veszteségtényezõvel) a legtöbb gyakran használt polimer közül. Így míg más polimerek, mint például a polietilén vagy az olvadékként ömlesztett fluoropolimerek, például a PFA [TFE/perfluoro(alkil-vinil-éter)-kopolimer], valamint a FEP (TFE/hexafluoro-propilén-kopolimer), könnyebben alakíthatók olvadékban végzett sajtolási technikákkal, veszteségük nem olyan alacsony, mint a PTFE¹é. Például 1 MHz frekvencián a PTFE veszteségtényezõje több mint kétszer kisebb, mint a PFA veszteségtényezõje és több mint háromszor kisebb, mint a polietiléné vagy a FEP¹é. Ugyanakkor a PTFE nehezen alakítható nagy átmérõjû kábelszigeteléssé, mivel a nyers sajtolvány szárítása annak érdekében, hogy eltávolítsák a kenõanyagot a vastag pépsajtolt finom PTFE-porszerkezetbõl, nehézkes. A nagy átmérõjû PTFE szigetelések költségesek is, mivel nagy mennyiségû finom PTFE-porra van szükség. A nagyfrekvenciás hírközlõ kábellel szemben támasztott további lényeges követelmény az éghetetlenség, amely a fluoropolimerek esetében rendelkezésre áll, de a polietilén, polipropilén vagy polivinil-klorid szerkezetek nem éghetetlenek. A PTFE-nek van a legnagyobb hõstabilitása a fluoropolimerek között. Olyan pépsajtolt PTFE-vel szigetelt kábelre van tehát szükség, amelynek a legalacsonyabb a dielektromos állandója, továbbá alacsonyabb veszteségtényezõje van, amely kisebb mennyiségû finom PTFE-port igényel a nagyfrekvenciás kábelek gyártásához. A találmány rövid ismertetése A találmány olyan szigetelt kábelt tár fel, amelyben egy vezetõ, valamint a vezetõ körül finom PTFE-porból pépsajtolt szigetelés van elrendezve. A pépsajtolt szigetelésnek legalább egy zárt folyamatos és hosszirányú légkamrája van, amely a vezetõelemtõl bizonyos távolságban helyezkedik el. Célszerûen a szigetelés szárított, majd ezt követõen színterelt. Egy célszerû kiviteli alakban a szigetelt kábel koaxiális kábel része. A találmány továbbá eljárást ismertet kenõanyaggal kevert finom PTFE-por pépsajtolásával történõ szigetelés elõállítására vezetõelem körül olyan sajtolóberendezésben, amelyben szerszám, tüske és legalább egy csatornaképzõ elem van elrendezve. A szerszám és a tüske a sajtolónyílás irányában szûkülõ kamrát képez, és a csatornaképzõ elem a nyílásban van elrendezve. A tüskének központi furata van, amelyen át a vezetõelemet adagoljuk. A kenõanyaggal kevert finom PTFEport átjuttatjuk a kamrán, majd kenõanyaggal kevert nyers sajtolványként kisajtoljuk a nyílás kimenetén a vezetõelem köré, és így szigetelést képezünk, amely-
1
HU 005 397 T2
ben legalább egy zárt, hosszirányú légkamra van elrendezve a szigetelõelemtõl bizonyos távolságban. Egy célszerû kiviteli alakban a csatornaképzõ elem a nyílás áramlás felõli oldalán van elrendezve. Egy további célszerû kiviteli alakban a sajtolóeszköznek több csatornaképzõ eleme van, amelyek számos zárt, hosszirányú csatornát alakítanak ki egymástól bizonyos távolságban. Egy még célszerûbb kiviteli alakban a finom PTFE kenõanyaggal kevert port a csatornaképzõ elem körül egy olyan térbe juttatjuk, amely a vezetõ és a csatornaképzõ elem között van, nyomással egyesítve a kenõanyaggal kevert finom PTFE-port a vezetõelem körüli kenõanyaggal kevert nyers sajtolvánnyá. Célszerûen a sajtolóberendezésnek nagymértékû alakítást okozó nyírási tartománya van a kamra és a nyílás csatlakozásánál, amely lényeges szálasodást okoz, ahol az egyesítõ nyomást az erõteljes nyírási tartomány áramlás felõli végén fejtjük ki. Célszerûen a kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt megszárítjuk, és még célszerûbben gázt keringetünk a kenõanyaggal kevert nyers sajtolvány csatornájában annak érdekében, hogy megkönnyítsük a kenõanyag távolítását a szárítás során. A legtöbb alkalmazás esetében célszerû a szárított nyers sajtolvány zsugorítása.
5
10
15
20
25 A rajzok rövid ismertetése Az 1. ábra a találmány szerinti sajtolóberendezés egy részének hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott sajtolóberendezésben alkalmazott tüskecsúcs egyik kiviteli alakjának nagyított perspektivikus nézete, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott tüskecsúcs alkalmazásával kialakított szigetelés perspektivikus résznézete, a 4. ábra az 1. ábrán bemutatott sajtolóberendezésben alkalmazandó tüskecsúcs második kiviteli alakjának nagyított perspektivikus nézete, az 5. ábra a 4. ábrán bemutatott tüskecsúcs alkalmazásával kialakított szigetelés perspektivikus résznézete, és a 6. ábra a találmány szerinti, hosszanti légkamrákkal és szigeteléssel ellátott szigetelt vezetéket tartalmazó koaxiális kábel perspektivikus részmetszete. A találmány részletes ismertetése A jelen találmány pépsajtolt kenõanyaggal kevert finom PTFE-por sajtolási eljárására vonatkozik vezetõ köré, amely olyan szigetelést alkot, amelynek legalább egy zárt, folyamatos, hosszirányú légkamrája van a vezetõtõl bizonyos távolságban. A szigetelésben kialakított légkamrák elõsegítik a kenõanyag gõzeinek kihajtását a nyers sajtolványból a gyártás folyamán, és hozzájárulnak a zsugorítvány dielektromos állandójának csökkenéséhez, amely különösen hasznos a nagyfrekvenciás hírközlési kábelek esetében. A kenõanyaggal kevert finom PTFE-por pépsajtolásának eljárását az 1. ábra alapján érthetjük meg, ahol 1 sajtolóberendezés látható, amelynek 2 tartálya és
30
35
40
45
50
55
60 3
2
4 szerszáma van. Az 1 berendezés belsejében 3 kamra van kialakítva a kenõanyaggal kevert PTFE adagolására, amely 5 sajtolónyíláshoz vezet. A kamrán belül az 5 nyílásban 10 tüske van elrendezve a PTFE alakításának céljából, és legalább egy 8 csatornaképzõ elemmel van ellátva. A szerszám és a tüske hatására a 3 kamra összetart a 15 összetartási zónával jelzett tartomány irányában. A 8 csatornaképzõ elemet az 1 sajtolóberendezés támasztja alá, célszerûen az 5 nyílás áramlás felõli oldalán, még célszerûbben a 10 tüske tartja. Elõnyösen a 8 csatornaképzõ elem a nyílás 7 bemenetének áramlás felõli 5 nyílásába van beillesztve. A 10 tüskének 11 központi furata van, amely a 12 vezetõ adagolására szolgál. A 12 vezetõ lehet egyszeres pászma vagy pedig többpászmás kábel. Az 1. ábrán látható az összetartási zóna, amelynek nagy 19 nyírási tartománya van a 3 kamra és az 5 nyílás csatlakozásánál. A kenõanyaggal kevert finom PTFE-por rendszerint a 3 kamrába történõ illeszkedés érdekében nyomással kialakított adag, amelyet a 3 kamrában rendezünk el, majd ezt követõen pépsajtolással olyan 9 dugattyúval sajtolunk ki, amely a 3 kamrában, annak 5 sajtolónyílással szembeni végén van elrendezve, és az 5 sajtolónyílás felé mozog annak érdekében, hogy a kenõanyaggal kevert finom PTFE-port átnyomja az 5 sajtolónyíláson, majd kinyomja a nyílás 7 kimenetén a 12 vezetõ köré. Célszerûen a 10 tüske és a 8 csatornaképzõ elem úgy van elrendezve, hogy a kenõanyaggal kevert finom PTFE-port a 8 csatornaképzõ elem köré nyomja egy olyan térbe, amely a 12 vezetõelem és a 8 csatornaképzõ elem között van elrendezve, és nyomás alatt van tartva a 15 összetartási zónában, célszerûen a 19 nyírási tartomány áramlás felõli végén, és így kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt képez a vezetõ körül. A kenõanyaggal kevert finom PTFE-por olyan primer PTFE-részecskéket tartalmaz, amelyek a pépsajtolás során kicsiny, egymással kapcsolatban lévõ szálszerû szerkezetekké alakulnak, amelyeket rostszálaknak hívunk, és így a finom por mondhatni rostosodik. A kenõanyaggal kevert finom PTFE-port a nyíróerõk rostosítják, ahogy az átjut az 1 sajtolóberendezésen. Alapvetõ rostosodás megy végbe a nagy 19 nyírási tartományban a 3 kamra és az 5 nyírási tartomány találkozásánál a 8 csatornaképzõ elem és az 5 nyílás falai között. Ezek a rostszálak vagy szálacskák elsõsorban a pépsajtolás irányában helyezkednek el, ami azt jelenti, hogy a sajtolást követõen a kenõanyaggal kevert sajtolvány a sajtolás irányában különösen erõs. A találmány egyik célszerû kiviteli alakja szerinti eljárás során a kenõanyaggal kevert finom PTFE-port nyomással egyesítjük a 12 vezetõelem körül, mielõtt alapvetõ rostosodás menne végbe a nagy 19 nyírási tartományban. A túl korai rostosodás hátráltathatja a sajtolvány tapadását a vezetõhöz, továbbá a sajtolványban gyengített tartományokat hozhat létre a polimer gyenge polimerizációja következtében ezekben a tartományokban. A 8 csatornaképzõ elem egyik kiviteli alakja látható az 1. ábrán, és perspektivikusan a 2. ábrán. A 2. ábrán
1
HU 005 397 T2
a 8 csatornaképzõ elem 6 csúcsvéggel van ellátva, amely tartalmaz egy 18 csatlakoztató elemet, mint például egy menetes csatlakozást a 10 tüske csatlakoztatására, amely helyzetében megtartja a 8 csatornaképzõ elemet az 5 nyílásban. Ahogy az ábrán is látható, a 6 csúcsvég ebben a kiviteli alakban úgy írható le, mint egy henger, három sugárirányú 23 nyílással, amelyek a hengert három tortaszeletszerû 20 szegmensre osztják, amelyek csatornaképzõ elemként szolgálnak. A sugárirányú 23 rések az áramlás irányában nagyobbak, de egyre kisebb méret felé kúposodnak, amelyet az 5 nyílás 7 kimeneténél érnek el. A 6 tüskecsúcs továbbá tartalmaz egy 21 központi tartományt a 12 vezetõ (nem látható az ábrán) elrendezésére, amelyet a tüske 11 furatából adagolunk. Minden egyes tortaszeletszerû szegmensnek 22 furata van, amely a 6 tüskecsúcs hosszában fut annak érdekében, hogy folyadékösszeköttetést biztosítson a 11 tüskefurattal, amelyen át vákuumot kelthetünk vagy esetleg levegõt szivattyúzhatunk a sajtolás során annak érdekében, hogy megkönnyítsük a kenõanyag eltávolítását a szárítás során, amelyet a továbbiakban részletesebben is ismertetünk. A 3. ábrán látható 30 szigetelt kábelben 12 vezetõ, továbbá pépsajtolt PTFE anyagú 16 szigetelés van elrendezve, és olyan 1 sajtolóberendezéssel van kialakítva, amelyben a 2. ábrán látható 6 tüskecsúcs van elrendezve. A szigetelésnek több zárt, folyamatos, hosszirányú 17 légcsatornája van, amelyek egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el, a vezetõelem körül szimmetrikusan. A 16 szigetelés úgy alakul ki, hogy a kenõanyaggal kevert finom PTFE-pornak a 6 tüskecsúcs torta alakú 20 szegmensei körül átnyomódik a vezetõ és a tüskecsúcs közötti térbe, és ezzel három tortaszelet alakú zárt, folyamatos, hosszirányú 17 légcsatorna képzõdik, amelyek bizonyos távolságban vannak a 12 vezetõelemtõl. A sajtolvány nyomásos egyesítése célszerûen úgy megy végbe, hogy a PTFE anyag áthalad a sugárirányú 23 réseken a 21 központi üregig, majd ezt követõen belép abba a térbe, amely a vezetõ és a csatornaképzõ elemek között van, az 1. ábrán látható nagy 19 nyírási tartomány áramlás felõli végénél. Az alkalmazható 40 tüskecsúcs egyik lehetséges, találmány szerint kiviteli alakja a 4. ábrán látható perspektivikus nézetben. A 40 tüskecsúcsnak is 44 csatlakoztatóeleme van, amely 45 tüskecsúcstesthez csatlakoztatja 46 kúpos véggel. A 40 tüskecsúcs csatornaképzõ elemeit négy 42 csõ alkotja, amelyek szimmetrikusan vannak elrendezve a 43 központi csõ körül annak érdekében, hogy befogadjanak egy vezetõelemet (nem látható az ábrán), amelyet a tüske 11 furatából adagolunk. A négy 42 csõ, valamint a 43 központi csõ a 45 tüskecsúcstest 46 kúpos végébõl húzódik a központi csõ esetében, amely rövidebb távolságra nyúlik ki a 45 tüskecsúcstest 46 kúpos végébõl, mint a 42 csövek. A 46 tüskecsúcstestnek megfelelõ járatai vannak (nem látható) úgy, hogy a négy 42 csõ folyadék-összeköttetésben van a 11 tüskefurattal úgy, hogy a sajtolás során vákuummal hozhatjuk összeköttetésbe a csövek
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
belsejét, vagy esetleg levegõt juttathatunk a csövekbe annak érdekében, hogy megkönnyítsük a kenõanyag eltávolítását a szárítás során, amelyet a késõbbiekben részletesebben is ismertetünk. Az 5. ábrán látható szigetelt 50 kábelben 12 vezetõ, továbbá pépsajtolt PTFE anyagú 51 szigetelés van elrendezve, és a 4. ábrán látható tüskecsúccsal ellátott sajtolóberendezéssel van kiképezve. A szigetelésnek több zárt, folyamatos, hosszirányú légcsatornája van, amelyek egymástól bizonyos távolságra, a vezetõelem körül szimmetrikusan vannak elrendezve. Az 51 szigetelés akkor alakul ki, amikor a finom kenõanyaggal kevert PTFE-port átnyomjuk a csatornaképzõ elem csövei körül abba a térbe, amely a vezetõelem és az 51 szigetelést alkotó csövek között van kialakítva négy körkörös, zárt, folyamatos, hosszanti 52 légcsatornát eredményezve az 51 szigetelésben egymástól, illetve a 12 vezetõelemtõl bizonyos távolságban. A sajtolvány nyomásos összeolvasztása célszerûen akkor megy végbe, amikor a PTFE belép a vezetõelem és a csõszerû csatornakialakító elemek közötti térbe a sajtolóberendezés nagy nyírási tartományának áramlás felõli végén. A találmány szerinti eljárásnak megfelelõ pépsajtolás célszerûen 20 °C és 60 °C között megy végbe, jóllehet a sajtolási hõmérsékletek, amelyek ezen a tartományon kívül esnek, szintén alkalmazhatók. A kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt ezt követõen hevítjük, rendszerint 100 °C és 250 °C közötti hõmérsékleten annak érdekében, hogy elpárologtassuk és kihajtsuk a kenõanyagot a sajtolványból, megszárítva a sajtolványt. A találmány egyik célszerû kiviteli alakjában egy, az elpárolgott kenõanyag szállítására alkalmas gázt, például levegõt keringetünk a sajtolvány légcsatornáiban a szárítás során. Ez elõnyösen megvalósítható gáz bevezetésével vagy esetleg vákuum alkalmazásával a 11 tüske furatában, amelynek következményeként a gáz átáramlik a 22 furatokon, amelyek a 6 tüskecsúcsban vannak és a 2. ábrán láthatók, vagy a 40 tüskecsúcsban lévõ 42 csöveken, amelyek a 4. ábrán láthatók. Ez a gázáramlás gázáramlást kelt az újonnan kialakított légcsatornákban, amelyek a nyers sajtolványban vannak, majd az áramlás folytatódik a szárítás alatt lévõ sajtolvány részében is. A gáz tovább áramlik a sajtolvány végéhez, ahol a légcsatornák szellõzõnyílásokként mûködnek, akár annak érdekében, hogy kiszellõztessék a gázt (és az elpárolgott kenõanyagot), amelyet beszivattyúztunk, vagy hogy lehetõvé tegyék, hogy gáz szívódjon be a szigetelésbe. A szárítási idõ lényegesen lerövidül a gázáramlás alkalmazásával a szárítandó sajtolványon át. Korábban a szárítás olyan méretû termékekre korlátozódott, amelyet elõ lehetett állítani nagy molekulasúlyú PTFE anyagból kereskedelmileg életképes eljárás során. A jelen találmányt megelõzõen csak kis átmérõjû szigeteléssel bevont huzalokat lehetett elõállítani PTFE alkalmazásával, mivel a nagy átmérõjû szigeteléseknek olyan vastag falaik lettek volna, amelyek megakadályozták vagy hátráltatták volna a kenõanyag elpárolgását. A jelen talál-
1
HU 005 397 T2
mánnyal azonban a hosszanti légcsatornák és a PTFE kisebb tömege megkönnyíti a kenõanyag eltávolítását és ezzel nagyméretû kábelek elõállítását teszi lehetõvé nagy molekulasúlyú PTFE anyagból. A nagy átmérõjû szigetelt kábelek, például 2 mm¹tõl 125 mm¹ig, elõállíthatók a találmány szerinti eljárással. A találmány elõnyösen alkalmazható olyan szigetelt vezetékek elõállítására, amelyek 8 mm¹nél nagyobb átmérõjûek, még célszerûbben 10 mm¹nél nagyobb átmérõjûek, és még elõnyösebben átmérõjük nagyobb, mint körülbelül 15 mm, kedvezõen nagyobb, mint 20 mm. Egy különösen kedvezõ tartomány a 10 mm és 50 mm közötti tartomány. Az ilyen nagy átmérõket gazdaságosan lehet elõállítani a találmány szerinti eljárással a csökkentett szárítási idõ következtében. Miután megszárítottuk, a legtöbb alkalmazás esetén a sajtolványt célszerûen zsugorítjuk egy kemencében úgy, hogy 327 °C és 500 °C közötti hõmérsékletre hevítjük egy olyan idõtartamig, amely megfelelõ a szigetelés megkötéséhez a huzal körül. A találmány továbbá olyan koaxiális kábelek gyártására is alkalmas, amelyek szigetelt huzallal vannak kialakítva és a fenti eljárással készülnek. Egy koaxiális kábel általában tartalmaz egy belsõ vezetõt, egy külsõ vezetõt, amely koncentrikusan van elrendezve a belsõ vezetõ körül, egy pépsajtolt PTFE anyagból készült szigetelést a vezetõelemek között, valamint egy külsõ védõburkolatot. A 6. ábra 60 koaxiális kábelt ábrázol, amelynek szigetelt huzala az 1. ábrán látható sajtolóberendezés, valamint a 4. ábrán látható 40 tüskecsúcs alkalmazásával készült. Látható egy központi mag, amely számos pászmában lévõ 61 vezetõhuzalt tartalmaz, egy finom porból pépsajtolt 62 szigetelés a vezetõhuzalok körül, amelynek négy zárt, folyamatos, hosszirányú csõszerû 63 légcsatornája van bizonyos távolságban a vezetõelemtõl. A 62 szigetelés körül fonott vagy szövött külsõ 64 vezetõelem, továbbá egy külsõ 65 védõburkolat van. Annak érdekében, hogy elérjük a nagyfrekvenciás koaxiális kábeleknél megkövetelt veszteséget, a dielektromos szigetelés dielektromos állandója olyan közel kell, hogy legyen 1¹hez, amennyire ez csak lehetséges. A fluoropolimerek alacsony dielektromos állandójukról ismertek. A zsugorítatlan PTFE dielektromos állandója körülbelül 1,7, míg a zsugorított PTFE dielektromos állandója körülbelül 2. A légcsatornák elrendezése a szigetelésben olyan hasznos tartományra csökkenti a dielektromos állandót, amely a nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzást továbbító koaxiális kábelek esetén szükséges. Továbbá a PTFE anyagnak a legkisebb a vesztesége (szórási tényezõje) a legtöbb ismert polimer között. Míg más polimerek, például a polietilén vagy az olvadékként folyasztható fluoropolimerek, például a PFE [TFE/perfluoro(alkil-vinil-éter)-kopolimer] és a FEP (TFE/hexafluoro-propilén-kopolimer) könnyebben alakíthatók ömlesztéses sajtolási technikákkal, veszteségük nem olyan alacsony, mint a PTFE anyagé. Például 1 MHz frekvencián a PTFE szórási tényezõje kétszer kisebb, mint a PFA szórási tényezõje és több, mint há-
5
2
romszor kisebb, mint a polietilén vagy a FEP szórási tényezõje. A jelen találmány szerinti eljárás lehetõvé teszi, hogy kihasználjuk a finom PTFE-por kedvezõ tulajdonságait, vagyis alacsony dielektromos állandóját és alacsony veszteségét, továbbá hogy a PTFE anyagot nagy átmérõjû nagyfrekvenciás kábelek szigetelésében is alkalmazzuk. Továbbá a PTFE nagy hõstabilitása ezt a fluoropolimert még kedvezõbbé teszi mint más, általában használt polimereket.
10 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Szigetelt kábel, amelyben vezetõ, valamint pép15 sajtolt finom PTFE-porból elõállított szigetelés van elrendezve az említett vezetõ körül, azzal jellemezve, hogy az említett szigetelésnek legalább egy zárt, folyamatos, hosszirányú légcsatornája van az említett vezetõtõl bizonyos távolságban elrendezve. 2. Az 1. igénypont szerinti szigetelt kábel, azzal jel20 lemezve, hogy az említett szigetelésben, egymástól bizonyos távolságra több zárt, folyamatos, hosszirányú légcsatorna van kialakítva. 3. A 2. igénypont szerinti szigetelt kábel, azzal jelle25 mezve, hogy a hosszanti légcsatornák szimmetrikusan vannak elrendezve a vezetõ körül. 4. Az 1. igénypont szerinti szigetelt kábel, azzal jellemezve, hogy a szigetelés zsugorított. 5. Az 1. igénypont szerinti szigetelt vezetõt tartal30 mazó koaxiális kábel. 6. Az 1. igénypont szerinti szigetelt kábel, azzal jellemezve, hogy a szigetelés átmérõje nagyobb, mint körülbelül 8 mm. 7. Az 1. igénypont szerinti szigetelt kábel, azzal jel35 lemezve, hogy a szigetelés átmérõje nagyobb, mint körülbelül 10 mm. 8. Eljárás szigetelés kialakítására vezetõ körül, ahol az eljárás során: kenõanyaggal kevert finom PTFE-port pépsajtolunk olyan sajtolóberendezésben, 40 amelyben szerszám, tüske, és legalább egy csatornaképzõ elem van elrendezve, ahol a szerszám és a tüske az említett nyílásban elrendezett csatornaképzõ elemmel, sajtolónyílás irányába összetartó kamrát képeznek, továbbá a tüskének a kábel adagolására szol45 gáló központi furata van, és a pépsajtolás során kenõanyaggal kevert finom PTFE-port kényszerítünk át az említett kamrán, és szigetelést képezõ, legalább egy, a vezetõtõl bizonyos távolságban elrendezett zárt, hosszanti légcsatornával ellátott, kenõanyaggal kevert 50 nyers sajtolványként átsajtoljuk a nyílás kimenetén a vezetõ köré. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett csatornaképzõ elemet az említett nyílás áramlás felõli végén a sajtolóberendezéssel tá55 masztjuk meg. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás során továbbá a kenõanyaggal kevert nyers sajtolványt szárítjuk. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez60 ve, hogy a szárított sajtolványt zsugorítjuk. 5
1
HU 005 397 T2
12. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett sajtolóberendezésben több csatornaképzõ elem van elrendezve, amelyek egymástól bizonyos távolságban több zárt, hosszirányú légcsatornát képeznek ki. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett csatornaképzõ elemek az említett nyílásban a vezetõ körül szimmetrikusan vannak elrendezve. 14. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett kenõanyaggal kevert finom PTFE-port az említett csatornaképzõ elem körül a vezetõ és a csatornaképzõ elem közötti térbe kényszerítjük, és az említett kenõanyaggal kevert finom PTFE-port nyomás alkalmazásával nyers sajtolvánnyá egyesítjük a vezetõ körül. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sajtolóberendezésnek a kenõanyaggal kevert PTFE anyag szálasodását eredményezõ, nagy nyíróirányú alakításra alkalmas tartománya van az említett kamra és az említett nyílás csatlakozásánál, és a
2
nyomás alkalmazásával történõ egyesítést a nagy nyíróirányú alakításra alkalmas tartomány áramlás felõli végén hajtjuk végre. 16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez5 ve, hogy az említett csatornaképzõ elemet a nagy nyíróirányú alakításra alkalmas tartomány áramlás felõli végén a sajtolóberendezéssel támasztjuk meg. 17. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett vezetõ adagolását az említett nyíláson 10 átnyomott, kenõanyaggal kevert finom PTFE-por sebességét megközelítõ sebességgel hajtjuk végre. 18. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szigetelés átmérõje nagyobb, mint körülbelül 8 mm. 19. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 15 hogy a szigetelés átmérõje nagyobb, mint körülbelül 10 mm. 20. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szárítás során gázt áramoltatunk a kenõ20 anyaggal kevert nyers sajtolványban kialakított hosszanti légcsatornákban.
6
HU 005 397 T2 Int. Cl.: H01B 13/00
7
HU 005 397 T2 Int. Cl.: H01B 13/00
8
HU 005 397 T2 Int. Cl.: H01B 13/00
9
HU 005 397 T2 Int. Cl.: H01B 13/00
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
