CH357096A - Elektrische Leitung mit Isolation geringer dielektrischer Verlusteigenschaften und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

  Elektrische Leitung     mit    Isolation geringer     dielektrischer        Verlusteigensch2          und    Verfahren zu     ihrer        Herstellung       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf eine  elektrische Leitung, d. h. Kabel und     andere    Vorrich  tungen zur Übertragung von elektrischem Strom, in  deren Längsrichtung sich ein oder meistens mehrere       Leitelemente    erstrecken.  



  Die elektrische     Isolierung    der leitenden Elemente  von elektrischen     Leitungen    erfolgt durch Überziehen  derselben mit     einer    oder mehreren Schichten aus  einem Material mit guten Isolationseigenschaften.  Unter den Materialien dieser     Art        besitzen    die natür  lichen und synthetischen Gummiarten sowie Kunst  harze, insbesondere thermoplastische Harze, wie Poly  äthylen und Polystyrol, besondere Wichtigkeit.

   Die  thermoplastischen Harze besitzen im Vergleich mit       den    früher     verwendeten    Isoliermaterialien, wie Gut  tapercha,     Balata,        deproteinisierten    Kautschuken und  synthetischen Gummiarten, verschiedene     Vorteile,     doch treten diesen gegenüber auch einige     Nachteile     auf, beispielsweise     infolge    der     Thermoplastizität    die  ser Stoffe sowie der bei denselben durch die Wärm       wirkung    des durchgeleiteten Stroms     hervorgerufenen          Dimensionsänderungen.     



  Die meisten der bisher verwendeten     harzartigen     Materialien besitzen ausserdem eine geringe Abrieb  festigkeit gegenüber     Scherungskräften    und     bedürfen     deshalb des Schutzes durch einen äusseren Überzug,  beispielsweise ein     Polyamidharz,        welches    aber nicht  nur teuer, sondern auch mit den für die -eigentliche  Isolierung verwendeten Materialien nur begrenzt ver  träglich ist.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine     elektrische     Leitung mit     einer    Isolierung mit geringen     düeiektri-          schen    Verlusteigenschaften, welche aus hochkristal-         linem        Polybuten    oder einem Gemisch aus     hochkri-          stallinem        Polybuten    und     hochkristallinem    Polypro  pylen besteht.  



       Beispielsweise        kann    es sich um     Koaxialleitungen     handeln, wobei die Isolierung zwischen dem inneren  und dem äusseren Leiter     angeordnet    wird, oder es  kann sich um eine Leitung mit mindestens     einem          koaxialen    Leiterpaar, das einen Teil der Isolierung  enthält, und mindestens einem Paar     nichtkoaxialer     Leiter, von denen jeder mit einem weiteren Teil des       Isoliermaterials        überzogen    ist, handeln.  



  Erfindungsgemäss isolierte elektrische Leitungen  funktionieren auch noch bei höheren Temperaturen,  als dies bei Leitungen mit den üblicherweise als  Isoliermaterial verwendeten     thermoplastischen    Har  zen möglich ist. Sie lassen sich ausserdem leicht mit  Schutzüberzügen versehen, welche     mit    der Isolierung  verträglich sind, wobei     Schutzüberzug    und     Isolierung     fest aneinander haften.  



  Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur  Herstellung einer solchen Leitung, das dadurch ge  kennzeichnet ist, dass man auf den Leiter durch Um  spritzen     hochkristallines        Polybuten    oder ein Gemisch  aus hochkristallinem     Polybuten    und     hochkristallinem          Polypropylen        aufbringt.     



  Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der  Erfindung erläutert:  Als Material für     einen    äusseren Schutzüberzug  wird hochkristallines     Polypropylen        bevorzugt,    vor  zugsweise solches mit einem Gehalt an     kristallinem     Polymer von     80-901/o,        bestimmt    auf     Grund    der  mit     n-Heptan        extrahierbaren        Fraktion,    und mit     einem          mittleren        Molekulargewicht    von 100 000-200 000.

    Andere für     diesen    Zweck     geeignete        Materialien    sind           Polyamidharze,        Vinylpolymere    und     -copolymere,     röhrenförmige Überzüge, Textilmaterialien, Metall  drähte usw.  



  Die     dielektrischen        Eigenschaften    von     Polybuten     sind:  
EMI0002.0007     
  
    Spezifischer <SEP> Widerstand <SEP> bei <SEP> 20  <SEP> C <SEP> 1015 <SEP> Ohm/cm
<tb>  Dielektrizitätskonstante <SEP> bei <SEP> 1000 <SEP> kHz <SEP> 2-2,1
<tb>  Verlustfaktor <SEP> bei <SEP> 1000 <SEP> kHz <SEP> 0,0002-0,

  0003       Das     Aufbringen    der Isolierung und gegebenen  falls des     thermoplastischen        überzugsmaterials    erfolgt  am zweckmässigsten durch     Umspritzen    der     Leiter.          Beispielsweise    kann man einen     Extruder    mit einer  oder mehreren Schnecken verwenden, in welchem  das Material bis zur     Plastizität        erhitzt    und dann  durch einen     Spritzkopf    ausgepresst wird, durch     dessen     Mitte der zu überziehende     Leiter    läuft.  



  Nach dem Austritt aus dem Spritzkopf wird der  Leiter langsam oder rasch     abgekühlt    und     dann    durch  einen zweiten     Extruder        geführt,    durch welchen ein       Schutzüberzug    aufgetragen wird.     Gewünschtenfalls     können die beiden     überzugsoperationen    auch durch  geführt werden, ohne dass     dazwischen    gekühlt wird.  



  Durch geeignete     Einstellung    der     Spritzgeschwin-          digkeit    und der     Zuführungsgeschwindigkeit,des    nicht  überzogenen oder mit einem ersten     Überzug        verse-          henen    Leiters lässt sich eine Streckung des über  zugsmaterials     erreichen,    wodurch die mechanische  Festigkeit des Überzugs verbessert und auch eine       Regulizrung    von dessen Dicke ermöglicht wird.  



  Natürlich     sind    aber anstelle des Umspritzens auch  andere     überzugsverfahren    anwendbar;     beispielsweise     kann man den     Leiter    mit aus den Polymeren herge  stellten Bändern umwickeln oder durch eine     Poly-          merschmelze    führen.  



  <I>Beispiel 1</I>  Ein elektrischer     Hochfrequenzleiter    wird isoliert,  indem man ihn bei 200      C    direkt     mit    einer 1,5 mm       dicken        Schicht        aus        Polybuten,        welches        mit        0,5%          Antiöxydationsmittel        stabilisiert    ist,     umspritzt.    Es  wird zu diesem Zweck ein herkömmlicher     Strang-          pressapparat    verwendet.

   Bei Zimmertemperatur zeigt  der     überzogene        Leiter        elektrische        Eigenschaften;          welche    denjenigen eines gleichen, aber mit     normalem     Polyäthylen überzogenen Leiters     ähnlich    sind. Die  mechanische Festigkeit des Überzugs ist jedoch etwa  doppelt so gross. Ausserdem liegt die höchste anwend  bare Betriebstemperatur um etwa 40  C höher     alss    bei  mit Polyäthylen überzogenen Leitern.  



  <I>Beispiel 2</I>  Man überzieht einen Leiter gleich wie in Bei  spiel 1. Als weiterer Überzug wird,     ebenfalls    durch  Umspritzen,     eine    0,5 mm dicke Schicht aus     Poly-          propylen        aufgetragen,        welches        mit        0,3        Gew.-%          Phenyl        (1-naphthylamin        stab'il'isiert        ist        und        1,7        Gew:        %     Lampenruss enthält.

   Der so geschützte Leiter kann  bei einer um     20         C    höheren Temperatur     verwendet     werden als, derjenige von Beispiel 1. Ausserdem kann  er höheren mechanischen Beanspruchungen     ausgesetzt       werden, beispielsweise den     Abriebbeanspruchungen,     wie sie bei der Einrichtung von     Feldtelephonen    auf  treten.  



       Beispiel   <I>3</I>  Ein     Leiter    wird durch Umspritzen bei 210  C in  an sich bekannter Weise mit einem Gemisch aus 80       Gewichtsteilen        Polybuten    und 20 Gewichtsteilen     Poly-          propylen    überzogen. Darauf wird ein äusserer Über  zug aus Textilfasern, beispielsweise Jute, aufgebracht,  welche in     bekannter    Weise direkt auf den Leiter auf  gewickelt werden. Die fertige Leitung besitzt sehr  gute     Isoliereigenschaften    in einem weiten Frequenz  bereich und einem weiten Temperaturbereich bis auf       10011    C.  



  <I>Beispiel 4</I>  Man stellt     ein    Koaxialkabel her, indem man bei  225  C einen Kupferleiter mit einem Durchmesser  von 4 mm mit einer 5 mm dicken Schicht eines. Ge  misches aus 70 Teilen     Polybuten    und 30 Teilen     Poly-          propylen        umspritzt.    Diese Schicht wird mit einem  Kupferband umwickelt und dann mit einem Textil  material, z. B. Jute, überdeckt, worauf man schliess  lich einen äusseren     Schutzpanzer    aus     StaN'd'rähten     aufträgt.

   Das     fertige    Kabel zeigt     keine    ins Gewicht       falliende    Herabsetzung des Verlustwinkels, selbst  wenn die Leiter     Temperaturen    von über 80  C er  reichen.  



  <I>Beispiel 5</I>  Man stellt ein Koaxialkabel her wie     in    Beispiel 4,  jedoch unter     alleiniger    Verwendung von     Polybuten     anstelle des     Polybuten-Polypropylen-Gemisches.    Der  äussere Leiter wird mit einem     Polypropyl'enband    be  deckt, auf welches eine Jutedecke, mit oder ohne       Drahtarmierung,    aufgeflochten wird. Bei Weglassung  der Drahtarmierung erhält man ein leichteres Kabel,  welches sich besonders als     Freileitungskabel    eignet,  wobei das     Polypropylen    die Zugspannungen ohne  Schwierigkeit     aufzunehmen    vermag.

   Anstelle des       3uteüberzuges    kann auch ein Rohr oder eine     Hülse     aus     Polyvinylchlorid    verwendet werden.  



  Die Vorteile der erfindungsgemässen elektrischen  Leitungen sind sehr beträchtlich,     insbesondere    auf  dem Gebiet der     Mehrfachtelephonie    oder     -tel.egra-          phie.        Normalces    Polyäthylen bietet ähnliche Vorteile  hinsichtlich des Umstandes, dass     Dielektrizitätskon-          stante    und Verlustwinkel von Temperatur und Fre  quenz unabhängig sind.

   Polyäthylen hat jedoch einen       relativ    tiefen     Erweichungspunkt    und     schlechte    me  chanische     Festigkeitseigenschaften.    Bei den erfin  dungsgemässen Leitern werden die oben erwähnten  Vorzüge auch noch bei Temperaturen     beibehalten,          welsche    um 30-50  C über den für Polyäthylen zu  lässigen     Temperaturen    liegen, und die     mechanischen     Eigenschaften der Isolation sind     besser.     



  Es ist klar, dass die erfindungsgemässen Isolierun  gen für alle Arten von Leitungen verwendet werden  können, seien es Schwach- oder     Starkstromleitungen,     und dass sie besondere Vorteile bieten unter schwieri  gen Bedingungen     hinsichtlich    Temperatur     und,\oder     mechanischer     Beanspruchung.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Elektrische Leitung mit einer Isolation mit ge ringen dielektrischen Verlusteigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus hochkristallinem Poly beten oder einem Gemisch aus hochkristallinem Poly beten und hochkristallinem Polypropylen besteht. CJNTERANSPROCHE 1.

   Elektrische Leitung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie vom Koaxialtypus ist und dass sich die genannte Isolierung zwischen dem inneren und dem äusseren Leiter befindet. 2.

   Elektrische Leitung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein koaxiales Leiterpaar, zwischen dessen, bilden Teilen sich ein Teil der Isolierung befindet, sowie minde- stens ein Paar nichtkoaxialer Leiter, von denen jeder mit einem weiteren Teil der Isolierung überzogen ist, aufweist. 3.

   Elektrische Leitung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, d!ass sie einen überzug aus Polypropylen zur Aufnahme von mechanischen Be anspruchungen aufweist. 4. Elektrische Leitung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schutzüberzug aus Textilmaterial aufweist. 5.

   Elektrische Leitung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzüberzug aus Textiknaterial eine Drahtarmierung aufweist. PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lei tung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net,

   dass man auf den Leiter durch Umspritzen hoch kristallines Polybeten oder ein Gemisch aus hoch- kristallinern Polybeten und hochkristalfinem Poly- propylen aufbringt. UNTERANSPRUCH 6.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man den bzw. die Leiter mit sol cher Geschwindigkeilt durch die Mitte des Spritz- kopfes eines Extruders hinausführt, dass das. aufge tragene Isoliermaterial gestreckt und dadurch in sei nen mechanischen Eigenschaften verbessert wird.