專利名稱：通用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信的通用電纜，更具體地說，涉及一種電纜，這種電纜包括一種模量比較高的材料的表面覆蓋層，也可用來作為任何通常市售的長度可收縮的電纜。
適當(dāng)?shù)目墒湛s性對于墻式電話機所用軟電纜是特別重要的。假如軟電纜沒有足夠的收縮性，則它將不雅觀地彎垂下來。
用于電話設(shè)備類型的可收縮軟電纜通常制成高度柔軟結(jié)構(gòu)的電纜，它具有單獨絕緣的、多芯金屬絲導(dǎo)體。這些金屬絲導(dǎo)體被適當(dāng)?shù)亟^緣，隨后，可以用增塑了的聚氯乙烯(PVC)組合物將這些單獨絕緣的金屬導(dǎo)體包封。已繞好的電纜經(jīng)適當(dāng)溫度的熱處理，此后，當(dāng)纏繞機的螺旋方向反轉(zhuǎn)時，就可以芯軸上取走此軟電纜。這種構(gòu)造允許電纜在正常運用期間經(jīng)受比較多次數(shù)的重復(fù)扭曲，而且還允許在形成可收縮軟電纜期間被繞成螺旋狀。
在電話機電纜設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計概念包括以一個制成標(biāo)準(zhǔn)型式的插頭來代替各個端部裝有接線薄片的那些導(dǎo)體。適于接納這些插頭的插座裝在電話機外殼或底座上以及裝在一個墻式終端上，從而使使用者或安裝人員能方便地替換電話線或可收縮的軟電纜。例如可參閱第3，699，498、3，761，869和3，860，316號美國專利。
標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的插頭和插座對尺寸所加的限制使得必須減小絕緣導(dǎo)體和扁平包封電纜兩者整個的尺寸。各個導(dǎo)體的絕緣材料換成包括有聚醚聚酯共聚物成份的材料，這種絕緣材料可以從杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours Co.)買到，其牌號為HYIREL
塑料。
一般，用相當(dāng)柔軟的PVC塑料來包封含有多根絕緣導(dǎo)體的電纜。柔軟的PVC是用加上一定數(shù)量的某些類型的增塑劑來制成的，然而，很少碰到有很易溶于PVC塑料內(nèi)的增塑劑，它們有遷移出基底材料、進入周圍環(huán)境的趨勢。從美觀的觀點來看，遷移是一個問題，因為通常所用增塑劑在使用期間吸收污染，并反向遷移將污染物質(zhì)帶到塑料表面內(nèi)，而盡管污染物質(zhì)還是看得出的，但無法很方便地把它們除去。
利用在透明或有色的PVC塑料包封外面覆蓋上一層阻擋層，去阻止增塑劑與可能的污染物質(zhì)之間的相互作用，這樣，可以克服增塑劑的遷移和污染問題。此阻擋層可以是聚酯摻合物的覆蓋層，當(dāng)加到軟電纜上時，它本身是透明的，它能很好地粘附于增塑了的PVC上，耐磨、柔軟，對熱和光有長期穩(wěn)定性，能以常用的模壓方法來加工，而且本身抗污染和抗褪色。這樣一種阻擋層或稱之為外覆蓋層已在第4，166，881號美國專利中披露了。該阻擋層比較昂貴，且有效地增強了電纜的收縮性。
至于電纜封套的著色，比簡單地添加標(biāo)準(zhǔn)著色組分需要做更多的工作。電纜要加上有著和與之連接的電話機的顏色非常協(xié)調(diào)顏色的封套。要提供一種帶有適當(dāng)?shù)闹M分，用作軟電纜封套的PVC配料是很昂貴的。
還有，電話機軟電纜制成各種長度供不同的用途。例如，典型的臺式電話機包含有一根延伸出去達6英尺長的可收縮軟電纜。12英尺的可收縮軟電纜可用于墻式或臺式電話機。對于墻式電話機，尤其是那些用于廚房內(nèi)的墻式電話機，電纜具有25英尺延伸長度是很平常的。
對于6英尺的軟電纜，用熱塑高彈性絕緣材料來絕緣的導(dǎo)體已實現(xiàn)了這種伸縮性，并能予以保持。這種材料可從殼牌化學(xué)公司 (Shell Chemical Co.)買到，其商用牌號為EIEXAR
8481。因為6英尺長度的軟電纜比較短，所以不需要在它的包封的外表面加上增強收縮性的外覆蓋層。
可以想象，當(dāng)軟電纜的長度增加時，要使電纜隨時間的流逝而保持其收縮性顯得更為困難。12英尺的軟電纜必須要有加強收縮性的措施。這已通過利用HYTREL
塑料去絕緣用于制作12英尺長軟電纜的電纜導(dǎo)體來完成。
對于25英尺的軟電纜，特別是從墻式電話機的底座到手機之間形成一懸鏈線形式的軟電纜，要特別注意電纜的可收縮性。對于這一比較長的長度，軟電纜的重量會引起下垂。在這種情況下，電纜含有用ELEXAR
塑料材料絕緣的導(dǎo)體，以及置于電纜整個封套上的外覆蓋層。由于外覆蓋層材料給電纜增加了如此多的伸縮性，25英尺長軟電纜的電纜在兩端變尖，其盤旋匝的直徑比中間部分的直徑為小。將電纜變尖有助于控制軟電纜的延伸性和收縮性。在第 4，375，012號美國專利中披露了這樣一種變尖了的軟電纜結(jié)構(gòu)。
為滿足價格和性能需要所作的努力的結(jié)果，應(yīng)該庫存有著三種不同設(shè)計的不同長度的軟電纜。因為外覆蓋層材料比較價貴，所以它還未曾用于6英尺和12英尺的軟電纜。相反，用ELEXAR
塑料作為導(dǎo)體的絕緣材料已可滿足6英尺軟電纜對收縮性的要求，而12英尺軟電纜的要求已用較貴的HYTREL
導(dǎo)體絕緣材料來滿足。
顯而易見，上面的要求和滿足這些包封要求的措施已導(dǎo)致價格較高的問題，如果有一種對所有長度都可利用的通用包封電纜，價格就會較低，或許會導(dǎo)致建議將具有外覆蓋層的電纜用作任何長度的電纜。但是，外覆蓋層材料比較昂貴，而將它廣泛地用作包封系統(tǒng)的一部分有可能影響國內(nèi)生產(chǎn)的電纜相對于進口產(chǎn)品的價格競爭力。
所需要的和看來無法獲得的是這樣一種電纜結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以用作任何慣用長度的軟電纜，但不能對任何這種長度的軟電纜的成本起不利的影響。有希望的是，這樣一種所尋求的結(jié)構(gòu)的材料是現(xiàn)時可以從市場上買到的，而涉及的生產(chǎn)過程和設(shè)備是比較容易實現(xiàn)的。
前述的先有技術(shù)的一些問題已由本發(fā)明的電纜所克服。這樣一種電纜包括至少一種傳輸媒介，它以合適的塑料材料來絕緣并包封在一個封套系統(tǒng)內(nèi)。內(nèi)封套包括一種塑料材料，諸如，增塑的聚氯乙烯或泡沫塑料，而外封套比內(nèi)封套薄，并且包括一種著色劑成分，使電纜的顏色和與電纜相連的電話機的顏色相協(xié)調(diào)。電纜與電話機之間顏色的協(xié)調(diào)涉及高昂的成本。外封套包括一種PVC塑料，它的顏色控制在表成CIELAB單位(units)的總顏色差異的2單位(unit)內(nèi)。
包圍著外封套的是一層外覆蓋層，在一個較佳實施例中此外覆蓋層是透明的，讓外封套的顏色暴露出來。PVC塑料上面的外覆蓋層為高彈性的共聚多酯。一個實施例包括一種與對苯二甲酸、間苯二甲酸和壬二酸起反應(yīng)的1、4丁二醇，以及一種與對苯二甲酸和癸二酸起反應(yīng)的1，2-亞乙基二醇共聚物。
有利之處是，外覆蓋層與外封套化學(xué)地鏈連在一起。還有外和內(nèi)封套也相互鍵連。結(jié)果，在各塑料層之間不存在滑動，而軟電纜包封系統(tǒng)有效地成一整體結(jié)構(gòu)。
前述包封結(jié)構(gòu)適合作為普通長度軟電纜的通用電纜包封系統(tǒng)。給比較薄的外封套內(nèi)提供了著色。通過導(dǎo)體絕緣和外覆蓋層的組合實現(xiàn)了優(yōu)越的伸縮性。因為實質(zhì)上大部分的包封包括不著色的、比較低成本的PVC內(nèi)封套，例如，可由多孔材料組成的內(nèi)封套，所以此電纜是有價格競爭力的。對于最長的軟電纜，繼續(xù)用ELEXAR 8481材料作為導(dǎo)體的絕緣材料，以及采用合適的外覆蓋層材料和電纜變尖技術(shù)，以提供所希望的收縮性。對于12英尺軟電纜，導(dǎo)體的絕緣材料可以用與25英尺軟電纜所用的相同的塑料，這種塑料比現(xiàn)時用于12英尺電纜的要便宜些，而通過適當(dāng)?shù)耐飧采w材料來提供收縮性。對于6英尺的電纜，本發(fā)明的電纜包括一種外覆蓋層材料。還有，對于短的軟電纜，可以采用和現(xiàn)在所用材料相同的材料，即ELEXAR 8481塑料，而可將電纜變尖，以增加其延伸性。另一方面，聚丙烯絕緣材料或聚丙烯絕緣材料和變尖技術(shù)可用于短的軟電纜。這有可能增加新的六英尺軟電纜的成本，使之超過現(xiàn)有的成本，但是，即使有任何增加的話，也是輕微的，因為節(jié)省的是包封材料。此外，通過能用通用的電纜來制成任何常用長度的軟電纜，省去了大量的庫存。


圖1是電話機裝置的視圖，這些裝置由本發(fā)明的電纜互連;
圖2是墻式電話機的視圖，此墻式電話機具有通過本發(fā)明的電纜連接的部分。
圖3是一段本發(fā)明電話機電纜的剖視圖;
圖4是一段電纜端部的剖面圖，它示出了絕緣導(dǎo)體和包封系統(tǒng);
圖5是變尖軟電纜的正視圖;以及圖6是本發(fā)明軟電纜另一實施例的剖面圖。
現(xiàn)參閱附圖中的圖1，圖中示出了由數(shù)號10來標(biāo)志其總體的一條可收縮或彈簧軟電纜。應(yīng)該明白，雖然本發(fā)明按照可收縮軟電纜來描述，但本發(fā)明的原理并未受此限制，并可一般地應(yīng)用于包括有包封好的多根各別導(dǎo)體的電纜。
可收縮軟電纜10是用來將電話機13的機座12(參閱圖1)連接到手機15那種類型的軟電纜。軟電纜10不但可用于例如由家具所支承的電話機，還可用于墻式電話機16(圖2)。一般，12或25英尺軟電纜用于墻式電話機，但如無特殊措施時間一長會下垂。
軟電纜10包括一段可伸縮電纜17，此電纜包括多根以數(shù)號11-11(參閱圖3)標(biāo)志的絕緣了的金屬絲導(dǎo)體。絕緣金屬絲導(dǎo)體11-11的每一根包括一根多股尼龍絲的中央芯體，多余金屬薄帶螺旋狀地纏繞在此芯體上以形成由數(shù)號14標(biāo)志的金屬絲導(dǎo)體(參閱圖3和4)。一種合適的塑料材料的絕緣被覆層18被擠壓成管狀地覆蓋在金屬絲導(dǎo)體14，以形成絕緣的金屬絲導(dǎo)體11-11中的一根。
軟電纜10的每一端最好終接有一個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計插頭20(參閱圖1)。一種可用來端接電纜端部的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計插頭已在第4，148，539號美國專利中披露。
用于導(dǎo)體11-11的絕緣材料，可由軟電纜的長度來決定，此軟電纜由電纜制成。對于用來制作6英尺、12英尺和25英尺軟電纜的長的電纜，最好使用可從殼牌化學(xué)公司買到的ELEXAR
熱塑高彈性摻合劑。這種材料是聚丙烯材料和苯乙烯-丙烯、丁烯-苯乙烯的塊狀共聚物的一種物理摻合劑。這種材料給出了優(yōu)良的收縮性和延伸性。
應(yīng)該意識到也可用其它材料來將導(dǎo)體絕緣。重要的是材料要有合適延伸性和收縮性，且熔點要高于電纜在收縮形狀下進行熱定形的溫度。聚丙烯也可用作本發(fā)明的電纜導(dǎo)體的絕緣材料。
如果電纜的收縮性太強而延伸性不夠，則可用聚丙烯來絕緣各導(dǎo)體和/或?qū)㈦娎|兩端變尖來制成軟電纜30(參閱圖5)，其中，在中央部分32處盤圈的直徑大于端部34-34處的直徑。參閱前面提到的第4，375，012號美國專利。
導(dǎo)體的絕緣層18是用管擠壓技術(shù)來加上的，在金屬絲導(dǎo)體14和絕緣層18之間含有空氣隙，它允許導(dǎo)體自由地在絕緣層內(nèi)運動，從而降低了導(dǎo)體的疲勞。以導(dǎo)體平均外直徑約20密耳(mils)以及加于標(biāo)準(zhǔn)端接軟電纜10的尺寸限制來衡量，管狀絕緣層18的外徑被限制成不大于0.10cm。有著0.005cm空氣隙的外徑尺寸是很臨界的，這要求管壁厚度約為0.02cm。
多根絕緣了的金屬絲導(dǎo)體11-11被平行、不扭轉(zhuǎn)和相互鄰接地排列在一起(圖3和4)，以致這些絕緣導(dǎo)體對它們之間公共的縱軸是對稱的。將各別絕緣了的導(dǎo)體包封在一個由數(shù)號50來總體地標(biāo)志的封套系統(tǒng)中，封套系統(tǒng)50包括一個內(nèi)封套52、一個外封套54和一層外覆蓋材料56。
內(nèi)封套可以包括一種聚氯乙烯(PVC)組合物，例如一種可以包括下列成分的組合物。內(nèi)封套組合物中所用的基本聚合物是PVC樹脂和一種合適的電工級的PVC均聚物。
商用PVC聚合物也可使用而無重大的有害影響，這種商品PVC聚合物包含高達20%或最好最高達10%重量的共聚單體和其它摻合材料，例如丙烯。例如，PVC乙酸鹽或PVC丙烯也可以用。
根據(jù)1966年的美國材料試驗學(xué)會(A、S、T、M)標(biāo)準(zhǔn)。合適的化合物可以在GP-4-00005至GP-7-00005范圍內(nèi)分類。這些特征的定義在ASTM標(biāo)準(zhǔn)的D1755-66標(biāo)志部分中說明。十分簡略地說，標(biāo)志GP，標(biāo)示普通樹脂。第一個數(shù)號(項目4至7)代表以溶液粘度來表示的聚合物分子重量，而最后一個數(shù)號5代表對于導(dǎo)電率低于每厘米每克18歐姆的通常優(yōu)選的材料。在數(shù)號下或數(shù)號上的劃線分別代表低于或大于此數(shù)號的值。標(biāo)志中的四個零號代表顆粒尺寸、明顯團塊密度、增塑劑吸收和干流動的性能可以是任何A、S、T、M標(biāo)志的水平，即1-9。標(biāo)志成Geon 85的材料是一種合用的PVC材料，它可從F.古德里奇公司(B.F、Goodrich Company)買到，其固有粘度為0.76，相對粘度為1.96。
PVC均聚物以重量計分作為100份，以“份”來表達濃度是很方便的。因此，這樣來表示濃度得到大于100份的組合物。
為了使包括擠壓組合物在內(nèi)的加工方便，聚氯乙烯樹脂可以和一種增塑劑相混合，例如，單體增塑劑(如鄰苯二甲酸鹽增塑劑)或磷酸鹽增塑劑。選用單體增塑劑是因為它是一種可接受的低溫增塑劑?？山邮艿蜏卦鏊軇┦且环N將它和PVC樹脂混合使之插入樹脂分子之間的增塑劑。
試圖將單體增塑劑最優(yōu)化產(chǎn)生了一個問題。有許多單體增塑劑可供選用，但隨著選擇的不同，可獲得不同的低溫柔軟性范圍內(nèi)的性質(zhì)和對塑料膜劃份的抵抗能力。必須按整個組合物的要求來選擇單體增塑劑。
合適的增塑劑應(yīng)該是這樣的，即要滿足對用戶安裝是必須的阻燃能力的要求。必須達到最低限度氧氣指數(shù)(L.I.O)26。不用說，增塑性是本發(fā)明組合物中的基本部分，在此組合物中增塑劑是有助于達到最低限度氧氣指數(shù)為26的組分。
一種加于聚氯乙烯樹脂的增塑劑以重量計的較佳濃度約為50-60份，最好為50份的增塑劑相對于以重量計為100份的均聚物。如果所用低于約50份，則組合物的低溫柔軟性和長期穩(wěn)定性會較差。如果所用大于60份，則組合物的最低限度氧氣指數(shù)開始下降，而組合物的抗膠膜劃痕的性能下降。
用于內(nèi)封套組合物中的鄰苯二甲酸鹽增塑劑可以是烷基-鄰苯二甲酸鹽增塑劑，霧發(fā)現(xiàn)由BASF公司出售的Palatinol 711牌號的增塑劑是一種適用的增塑劑。
與聚氯乙烯樹脂和增塑劑相混合的是一種金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑系統(tǒng)，它可有液體載體，也可以沒有。前述組成允許通過擠壓設(shè)備來被覆此組合物。
一種適用的金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑可以選自，例如，包括有下列物質(zhì)的金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑組亞磷酸鹽螯合劑、硬酯酸鋇、硬酯酸鎘、乙基己酸鋇、鋇-鎘月桂酸鹽和鋇-鎘肉豆蔻酸。含有亞磷酸鹽螯合劑的金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑包括鋇-鎘-鋅亞磷酸鹽穩(wěn)定劑或鋇-鎘亞磷酸鹽。當(dāng)螯合劑使三種金屬粒子組分最有效時，這些組分的應(yīng)用提供了早期、中期和晚期的熱穩(wěn)定性。
金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑可以從固體的形式或分散在載體中的形式出現(xiàn)。一種優(yōu)選的載體包括一種有機溶劑。已發(fā)現(xiàn)液體的金屬穩(wěn)定劑具有某些優(yōu)點。液體的金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑與其它的液體組分一起加到此復(fù)式混合物中去，此其它濃體組分可以是，例如增塑劑和其它在制備的初始階段對組合物有利的穩(wěn)定劑。這種穩(wěn)定劑可規(guī)定為一種在有機溶液載體內(nèi)的乳膠狀或懸浮狀物質(zhì)。這種在有機溶液中分散的金屬與聚氯乙烯相互作用，并有助于擠壓工藝和穩(wěn)定性。
一種加于聚氯乙烯樹脂和增塑劑的金屬物質(zhì)穩(wěn)定劑以重量計的較佳濃度約為2至5份比100份(以重量計的均聚物)。如所用低于2份，則組合物的熱穩(wěn)定性下降。大于5份則組合物的熱穩(wěn)定性下降。
一種已發(fā)現(xiàn)適用于內(nèi)封套52的可接受的穩(wěn)定劑可從發(fā)路公司(Ferro Company)買到，其牌號為Ferro 6196W。Ferro 6196W穩(wěn)定劑包括鎘benzeate和鋅硬酯酸鹽烷基鹽穩(wěn)定劑物質(zhì)。
包括在內(nèi)封套組合物中的還有阻燃組分，例如三氧化銻。每100份以重量計的PVC樹脂配有2份以重量計的這種組分。一種這樣的三氯化銻商品可從美國的安重公司(Anzon，America，Inc)買到，它是顏料級的三氧化銻。
內(nèi)封套組合物中還有一部分是填料，例如，碳酸鈣填料，它用來延伸PVC。這避免了需用更為昂貴的組分，并使每單位成本可覆蓋更多的面積，一種合用的組合物其商品牌號為Verifine T，它可從懷特公司(White Corp.of Florence，Vermont)買到，其平均顆粒尺寸為1.0μm。在內(nèi)封套組合物中，每100份以重量計的PVC配有約包含45份以重量計的填料。
內(nèi)封套52是這樣的，即電纜斷面的寬度約為0.167英寸，而高度約為0.067英寸。這些尺寸是這樣選擇的，即使得電纜可以由通常的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的插頭20-20來端接。
在內(nèi)封套的外面設(shè)置有外封套54。外封套包括一種合適的可擠壓的塑料。外封套54可以是透明的，也可包含著色組分。如同將看到的那樣，外封套由一種實質(zhì)上含有較少填料物質(zhì)的組合物組成。然而通過內(nèi)封套使用較廉價的組合物，而較薄(約0.005英寸)的外封套使用較貴的組合物，可以節(jié)省成本。
用于外封套組合物的基本聚合物為一種PVC樹脂，一種均聚物。用作外封套材料的較佳PVC樹脂的牌號為Geon 85PVC，它也可用于內(nèi)封套。
與這種PVC樹脂相混合的是一種合適的增塑劑，例如， Palatinol 711，其含量為每100份以重量計的PVC樹脂中配有約55份以重量計的增塑劑。在組合物中不合適的增塑組分會從軟電纜中滲出到擱有電話機手機的桌面的漆膜上。這種析出過程會使在桌面上與軟電纜接觸的部分出現(xiàn)條紋。如果包封54包括電纜最外層的材料，這種考慮變得很重要。
在外封套54的組合物中還包括一種穩(wěn)定劑系統(tǒng)，在此穩(wěn)定劑系統(tǒng)中的每100份以重量計的PVC，配有例如3份以重量計的Ferro 6136W。對于外封套54，組合物還包括也加到穩(wěn)定劑系統(tǒng)中的第二穩(wěn)定劑，例如，烷基芳基液體磷酸鹽穩(wěn)定劑。這樣一種穩(wěn)定劑可從Ferro公司買到，其牌號為Ferro 904，并以每100份以重量計的PVC配有0.5份以重量計的量加入到配料中。此外，包括在外封套組合物中的還有阻燃劑組分，例如，以每100份以重量計的PVC配有約3份以重量計的三氧化銻。還用了填充劑，例如，Verifine -T碳酸鈣，但不同于內(nèi)封套的組合物，每100份以重量計的PVC配有約10份的量。
與PVC、增塑劑、阻燃劑組分、填充劑和穩(wěn)定劑混合的還有一種潤滑劑。用于此組合物的潤滑劑可以包括，例如，金屬物質(zhì)的硬脂酸鹽或硬脂酸。就其功能而言，潤滑劑的加入使得(1)通過有助于避免發(fā)黃來維持透明度，(2)增加組合物的熱穩(wěn)定性，以及(3)在生產(chǎn)過程中給組合物潤滑。
組合物的潤滑依靠附帶的降低內(nèi)摩擦的作用，保證所有的組分摻合在一起來獲得均勻的混合。潤滑劑還有助于使組合物向擠壓螺桿運動、熔解和以平穩(wěn)流動下的均勻狀態(tài)從那里被擠壓出來。
最好，加到PVC中潤滑劑的濃度為0.25至1份以重量計的潤滑劑與100份以重量計的PVC材料之比。如果所用低于0.25份，則流動性和由此而來的材料的可擠壓性下降。此外，如果所用低于范圍低端零點幾份會導(dǎo)致混合不好、不易轉(zhuǎn)彎，在加工過程中產(chǎn)生內(nèi)熱，降低熱穩(wěn)定性，和產(chǎn)生會導(dǎo)致材料在加工過程中燒毀的高剪切力。另一方面，所用大于1份，就發(fā)生過潤滑，并造成在擠壓器內(nèi)滑動。
一種技術(shù)等級的硬脂酸潤滑劑商品可從Emery公司買到，其牌號為Emersd
120，已發(fā)現(xiàn)這是一種合用的潤滑劑。Emersol
120的熔點為53°-54℃，它經(jīng)兩次加壓分散成細粉末狀，以備能更完全地擴散入整個組合物中。最好，外封套的配料是每100份以重量計的PVC配有約0.5分以重量計的潤滑劑。
外封套組合物中還加有著色劑組分。著色劑組分必須是這樣的，即電纜的顏色與其所連接的電話機要嚴格地協(xié)調(diào)。有利的是，因為要求形成外封套的塑料量實質(zhì)上低于內(nèi)封套所需的，所以著色劑組分的價格比起如果整條電纜只用一種帶著色劑材料的封套時所用著色劑組分的價格要低得多。
為了使電纜17的收縮性加強并進一步保護電纜去抵抗機械和其它損傷，例如，老化過程中的褪色，外封套54設(shè)置有一外覆蓋層56。環(huán)繞在外封套54的周圍的外覆蓋層的厚度約為0.004英寸。
經(jīng)試驗已得出結(jié)論，高彈性的共聚酯組合物，例如，可從古德依爾公司(GoodyearCompany)買到的，牌號為VAR10013-A的產(chǎn)品，是較好的，并能提供優(yōu)良的阻擋層和抗污染性能。VAR10013-A是一種給出雜亂線狀的共聚多酯的牌號，它包含對苯二酰酸、聚亞丁基乙二醇和二聚物酸的單體。這些共聚物為高彈性材料。參閱美國專利Re31，270，在此處作為參考文件。
在此處作為參考文件的、前面提到的第4，166，881號美國專利中披露了外覆蓋層材料的另一實施例。它包括聚酯、特別是與對苯二酰酸、間苯二酸和壬二酸起反應(yīng)了的四亞甲基乙二醇的三元共聚物的聚酯摻合物，以及與對苯二酰酸和癸二酸起反應(yīng)了的乙烯乙二醇的共聚物。
上面最后提到的外表面覆蓋層材料可以是由古德依爾公司(GoodyearCompany)以VAR5825牌號出售的商品。這最后一種材料是下列組分的聚酯摻合物(1)與70%的對苯二酰酸、10%的間苯二酸和20%的壬二酸的混合物起反應(yīng)了的四亞甲基乙二醇的三元共聚物，(2)與50%的對苯二酰酸和50%的癸二酸起反應(yīng)了的乙烯乙二醇的共聚物。明顯地此反應(yīng)物比例可以在合理的限度內(nèi)變化，而對聚酯摻合物起作用的性質(zhì)無實質(zhì)上的影響。具體地說，希望當(dāng)上述反應(yīng)物在所引用的百分比的±50%量級范圍內(nèi)變化時，外表面覆蓋層材料還會呈現(xiàn)出所希特性。
VAR5825的成分(1)在此處稱之為VAR5126的表面覆蓋物，而成分(2)稱之為VMR415。兩種材料均可從古德依爾輪胎和橡膠公司(GoodyearTireandRubberCo.)買到。三元共聚物VAR5116的制備規(guī)范包括在第3423281號美國專利內(nèi)，而VMR415制備的細節(jié)在第2，765，250和2，765，251號美國專利中給出。
適當(dāng)擠壓外表面覆蓋層材料對于獲得通用電纜的所希性能是重要的，硬化溫度、下降比(draudownratio)、線速度和聚合物熔化溫度對決定最終產(chǎn)品的性質(zhì)起著重大的作用。為此，350°F的擠壓型模對外表面覆蓋層和其下的PVC都是合適的，這保證了聚合物之間有最牢的粘附，并限制了乙烯樹脂的變質(zhì)。擠壓參量的最優(yōu)化使得能用溫度為40°-50°F的硬化用冷卻水，在約400英尺/分(fpm)的線速度下生產(chǎn)出透明的覆蓋層。這種擠壓是壓力型的，其加工工具是這樣的，即模子的開口比封套最終的形狀大出約33%。在270°F下熱定形或者老化后，不形成大的晶格，保持其透明的聚酯薄膜。
通過在每100份以重量計的配料中加入0.2份以重量計的Irganox1010(一種高分子重量變阻酚醛抗氧化劑)來使VAR10013-A外表面覆蓋層材料的熱和光的性能得到穩(wěn)定。Irganox1010是一種四〔3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸甲酯基〕甲烷(tetrakis〔methylene(3，5-di-tert-butyl-4-hydroxyetrocinnamate)〕methane)。這樣一種穩(wěn)定劑的商品可從CIBA-GEIGY公司買到，并在以A-88SupA-325M125標(biāo)志的小冊子中予以描述。然而，也可用其它合適的穩(wěn)定劑。
此外，在VAR-10013-A外表面覆蓋層組合物中加有潤滑劑。潤滑劑較佳濃度為每100份以重量計的配料中加有0.3份以重量計的潤滑劑。一種合用的潤滑劑是硬脂酸潤滑劑，如前文指出的那樣可從Emery公司買到。
外表面覆蓋層材料的使用帶來了許多好處。除它的優(yōu)良機械性質(zhì)外，外表面覆蓋層阻止了增塑劑從下面的PVC組合物中滲出。雖然可用更為價貴的增塑劑于外封套，以降低任何增塑劑的遷移的可能性，但包括大部分包封材料的內(nèi)封套肯定可用較便宜的增塑劑。
電纜17最重要的機械特性之一是彎曲系數(shù)。這個特性代表延伸一包封的軟電纜所需力的大小以及回彈性能。顯然，軟電纜不能如此之僵硬，以致需要用過分大的力去延伸它，這還會造成大的可收縮性。另一方面，軟電纜必須要有足夠的可收縮性，以致在所加力去除后不會保持延伸狀態(tài)。根據(jù)ASTMD7905.1cm/min(厘米/分)將VAR10013-A表面覆蓋層的取樣作了試驗。結(jié)果如下表Ⅰ取樣彎曲數(shù)kPa11676704163530101614602017595020159390
30158700401518005014490060158700VAR10013-A外表面覆蓋層材料的其它性能包括熔點，當(dāng)根據(jù)ASTMD3275Section8.4DSC10℃/分對材料作了試驗，熔點最低為153℃，最高為170℃。此外，當(dāng)根據(jù)ASTM638測試時，它具有10分鐘的熱穩(wěn)定性和最小屈服強度9660kPa。
外表面覆蓋層材料的另一性質(zhì)涉及它的斷裂伸長。此性質(zhì)代表在外表面覆蓋層材料開裂前軟電纜的百分伸長。VAR10013-A的取樣與其相應(yīng)的百分斷裂伸長示于下表表Ⅱ樣品斷裂伸長3-BD-147446-BD-147807-BD-1473310-BD-147401-BD-154954-BD-154654-BD-15455外表面覆蓋層材料的物理性能歸總示于表Ⅲ
用本發(fā)明的軟電纜結(jié)構(gòu)，使得在較短長度的軟電纜上加上一層外表面覆蓋層在經(jīng)濟上是行得通的，并從而導(dǎo)致由外表面覆蓋層提供的優(yōu)良的抗劃傷和抗污染性能。在研究材料的加工期間，曾發(fā)現(xiàn)外表面覆蓋層材料能伴隨著在其下的PVC封套在單次擠壓線上進行擠壓，并且，當(dāng)對它進行適當(dāng)?shù)挠不?，能基本上保持透明。這與擠壓塑料會在結(jié)構(gòu)中引起晶化(即質(zhì)量等級改變，不透明)的一般趨勢形成對照。還曾發(fā)現(xiàn)外表面覆蓋層56改進了軟電纜的抗劃傷和抗壓裂的性能。此外，增塑劑阻擋層的使用，使得在選擇用于PVC的增塑劑時有較大的靈活性。如果加上了阻擋層，則能在任何場合下應(yīng)用會引起揮發(fā)或遷移至塑料表面并損傷家俱漆面的增塑劑。
由于用外表面覆蓋層56增強了收縮性，就沒有必要將HYTREL 塑料用于絕緣體18，甚至12英尺的軟電纜也是如此。相反地，可用比HZTREL 塑料便宜的聚丙烯和合成橡膠材料的摻合物。另一種方案是，也可用聚丙烯。
其優(yōu)點是，本發(fā)明的電纜可用作任何不同長度的軟電纜。因為用于雙層封套，以及內(nèi)封層不著色和由比外封套便宜的組合物來制成，節(jié)省了現(xiàn)時所用25英尺軟電纜的成本。對于12英尺軟電纜，用較便宜的導(dǎo)體絕緣材料，而外表面覆蓋層提供了所希的收縮性。對于6英尺軟電纜，由于外表面覆蓋層成本會增加，但這必定會被雙封套系統(tǒng)所抵消。此外，因為只需庫存一種結(jié)構(gòu)的能用作任何常用長度軟電纜的電纜，所以整個成本必然較低。
雖然已披露在較佳實施例中的內(nèi)封套是用PVC塑料，但也可用其它材料。重要的是內(nèi)封套應(yīng)比較價廉，因為它占封套斷面的百分數(shù)為最大。它必須是柔軟而具有可接受的介電性能。
另一種可用作內(nèi)封套的材料是泡沫塑料，例如多孔的PVC。這樣的內(nèi)封套在圖6中以數(shù)號60標(biāo)志。一般，這種材料的百分膨脹的范圍約為30-50%。在泡沫塑料外設(shè)置有最好能帶有著色劑組分的外封套54以及用于圖4所示的較佳實施例中的透明外表面覆蓋層56。
要明白，上述方案僅僅是作為了解說本發(fā)明的。所述技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人員有可能會提出將本發(fā)明的原理具體化但仍屬于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的其他方案。
權(quán)利要求
1.一種傳輸通信信號的電纜，所述電纜包括至少一種沿所述電纜縱向延伸并具有一絕緣覆蓋層的傳輸媒介，所述電纜的特征在于還包括一個內(nèi)封套，它包括一種塑料材料，并包圍著所述至少一種傳輸媒介；一個外封套，它包括一種塑料材料，包圍著所述內(nèi)封套，且其厚度實質(zhì)上小于所述內(nèi)封套的厚度；以及一外表面覆蓋層，它覆蓋著所述外封套，而它是包括一種高彈性共聚多酯的組合物。
2.權(quán)利要求1的電纜，其中，內(nèi)和外封套各自包括一種增塑了的聚氯乙烯材料。
3.權(quán)利要求1的電纜，其中所述外封套包括一種給所述電纜提供預(yù)定顏色的組分，所述外表面覆蓋層是透明的。
4.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述外表面覆蓋層包括一種聚酯共混物，所述聚酯共混物是與對苯二酰酸、間苯二酸和壬二酸起反應(yīng)了的四亞甲基乙二醇的三元共聚物以及與對苯二酰酸和癸二酸起反應(yīng)了的乙烯乙二醇的共聚物。
5.權(quán)利要求4的電纜，其中，所述三元共聚物包含的所引述組分的量分別約為70%，10%和20%，所述共聚物包含所引述組分的量分別約為50%和50%。
6.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述內(nèi)和外封套的材料以及所述外表面覆蓋層的材料是這樣的，即能使所述內(nèi)和外封套化學(xué)鍵連在一起，且所述外封套與所述外表面覆蓋層化學(xué)鍵連。
7.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述內(nèi)和所述外封套各自包括一種聚氯乙烯組合物，而所述外表面覆蓋層是一種包括高彈性共聚多酯、穩(wěn)定劑組分和潤滑劑的組合物。
8.權(quán)利要求7的電纜，其中所述外表面覆蓋層是透明的，而所述外封套的所述聚氯乙烯組合物包括一種著色劑組分。
9.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述絕緣覆蓋層包括一種塑料材料，其熔點高于所述軟電纜在收縮形狀下進行熱定形的溫度，并與所述外表面覆蓋層一起給所述電纜提供所希望的延伸性和可收縮性特性。
10.一種可收縮電話軟電纜，它包括一個電連接器，它有一外殼;以及一段電纜，它纏繞成螺管狀并裝到所述外殼上，所述電纜包括多種傳輸媒介;一種包覆每一所述傳輸媒介的絕緣材料;以及一種圍繞在所述那些傳輸介質(zhì)外的包封系統(tǒng)，它包括一個由聚氯乙烯材料組成的內(nèi)封套;一個由聚氯乙烯組成的外封套，它覆蓋著所述內(nèi)封套，并具有實質(zhì)上小于所述內(nèi)封套厚度的厚度，所述外封套包括一種由含有著色劑組分的、增塑了的、聚氯乙烯所組成的組合物;以及一層外表面覆蓋層、它覆蓋著所述外封套、并包括一種高彈性共聚多酯，一種穩(wěn)定劑和一種潤滑劑，所述外表面覆蓋層是透明的。
全文摘要
可用作任何市售長度的可收縮軟電纜的電纜(17)包括各自以塑料絕緣的多根導(dǎo)體(II-II)。這些導(dǎo)體由厚約0.015英寸的聚氯乙烯(PVC)塑料的內(nèi)封套(52)所包封；內(nèi)封套由厚約0.005英寸含有著色劑的PVC塑料的外封套(54)所包封。內(nèi)層PVC的價格比外層的便宜。在外封套外還有一外表面覆蓋層(56)，它使電纜的可收縮性增強，并能防止褪色和增塑劑從外封套遷移出來。
文檔編號H01B7/08GK1042443SQ8910823
公開日1990年5月23日 申請日期1989年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月31日
發(fā)明者蒂莫西·斯蒂芬·多爾蒂, 羅伯特·E·施特賴歇 申請人:美國電話電報公司