DE2009946B2

DE2009946B2 - Verfahren zur Herstellung von Kabel

Info

Publication number: DE2009946B2
Application number: DE2009946A
Authority: DE
Inventors: Raymond Charles Midland Mich. Mildner (V.St.A.)
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1969-03-03
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2034609A1; DE2009946A1; US3632720A; NL7002982A; FR2034609B1; GB1268015A; CA925383A; BE746743A

Description

^{3 4} — ■ ι

laß das Kabel mit der Isolierschicht als äußerer umgibt. Ein Kernschirm 6 aus einem ^lei^^" ^Ρ°^

i.B das Kabel mit der Isolierschicht als äußerer umgibt. Ein Keraschirm 6 2J vWcht durch ein Bad geführt wird, daß einen Latex merisat, das gemäß der vorliegenden ™^au?& Ins elektrisch leitendem polymeren Material enthält, einem Latex abgeschieden wurde umgi di u L"che aus einer Mischung von 25 bis 60 Gewichts- Iierung4. Ein Metallschild 7 aus kupier ou« „"_nt Kohlenstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht 5 minium ist längs um den Kernschirm<b gei;aire, £r Mischung, und einem Mischpolymerisat: aus einem daß sich seine Ränder überlappen und eine, ι Sefin und einer äthylenisch ungesätigten Carbon- längs des Kabels bilden. Ein Metallstreifen ι η horn S¹ oder einem Terpolymerisat aus finem Olefin, eines Bandes oder ein oder obrere ^h,«können riner äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und einem gewünschtenfalls spirahg um den ^J^°₁,£_{hndes 7} Xlester einer äthylenisch ungesätigten Carbon- i. werden, an Stelle des ^gsgefalteten Metafcchul.ies 7. Se oder einem Vinylester einer gesättigten Carbon- Eine äußere Ummantelung 9 aus P°lJ«thylen ocL dgl ££ besteht, unter Aufbringung'eines Kernschirms umgibt den Metallschild 7. Die äußere Ummamelun^ ^ einer Dicke zwischen 0,01 und 0,1 mm und danach ist freigestellt und das Kabel kann gewunscntemaiib S Metallschild aufgebracht wird. ohne die Ummantelung ^⁰Jf V^Vpernäßen Ver-Aus der französischen Patentschrift 1 531131 ist .5 Bei der Durchführung des erfindungsge maße η Ver Jar bereits ein leitfähiges Polymer bekannt, das fahrens, welches schematisch '" f'^g:-^₁," Exfeinem Terpolymerisat, aus einem Olefin, einer nung dargestellt ist, wird ein Leiter durch e'ne tx Svlenisch ungesättigten Carbonsäure und einem trudierzone geschickt, um einen ersten Schirm aus ÄS eine! äthylenisch ungesättigten Carbon- einem leitfähigen, polymeren^überzug, in Form einer S besteht und welches als leitenden Anteil 5 bis _M Schicht, die den Leiter umgibt, zu bilden. Der Leer S"ζ Kohlenscoff enthält. Es war daraus jedoch nicht mit dem ersten Schirm wird dann durch cmc hxtru ^'"entnehmen, dieses polymere Material in einer dierzone geschickt, so daß eme Schicht_r ^aus

gor, zum Auftragen des Kernschirmes hin- _H ^ ^^η

^dUMs de? ^,Patentschrift 3 389 109 war eine polymeren Material enthält,

uXdtzur Herstellung wäßriger Dispersionen von aus dem leitfähigen ft¹^^^

Copolymerisaten aus einem Olefin und einer äthylenisch in Form einer Sch.cht zu bilden die die

unEättigten Carbonsäure bekannt. Hieraus konnte 30 isolierendem, polymeren! Mater.al umgibt D«i ent

Soch St die Anregung entnommen werden, aus standene Produkt wird dann durch eine Emp^e

dieser Dispersion durch Beifügen von Kohlenstoff geführt, in der ein Metallsch.ld um den Leiter jgelegt

STürKeinschirme geeignetes^Latexmaterial herzu- ^^^^^

Eswurde gefunden, daß durch das Abscheiden der 35 Leiter'faltet oder }.

Schice aus⁸einem Latex, gemäß der vorliegenden ^»^^^»"

Erfindung, das sich ergebende Kabel :r bezug auf die stoffmatenal über den

Ähtehaltung einer kontinuierlichen Verbindung äußere Ummantelung „

mit dem Metallschutzschild und mit der Isolierung mit dem Metallschild als a

viel besser ist und dadurch die Bildung von Hohl- *o wendet werden kann_

räumen in der Nachbarschaft der Schirme vermieden Der Leiterschirm 3 kann über den Leuer ζ Sri Die aus Latex abgeschiedenen Schirme der vor- diert werden indem man <fc„ LeJt« Jurdi erne ge Hegenden Erfindung besitzen einen geringeren Grenz- eignete Q«^-²'^™^^^ Materia flSenwiderstand gegenüber dem Metallschutzschild, daß die le.tfah.ge ^Sc^t »us poltern Mwen S⁶STu, dem Lau abgeschiedene haftiähige Poly- 45 ^^^Ä^^uT^STS-_meri_satmaterial große Rußmengen vertragen kann ^^Ρ?^^Μ^™~^25 und etwa 40 Gewichtsund damit eine hohe Rußkonzentration im Schirm den, das z.Ji. _e«ⁿ _z ^eX_{spielhaften Po}i_ymerisaten

S!?Mndr_gwird durch die nachfolgende de- ^^^^^ίΚΐΠ«?^^ taillierte Beschreibung und die Zeichnung we.ter 50 ^^^£^ Monomeren,

¥?Ti istein Querschnitt eines erfindungsgemäß wie

_he?este_f nK^ls ^^J^ ^^ SS^

die verschiedenen Schritte wiedergibt, die bei der 55 undIr ™ ^s^cn nacn ° _{M d s ung die}

erfindungsgemäßen Fabrikation eines Kabels ge- ^^,^^ ^₁ ,,. dgl. Im allgemeinen ist

^gX^Wrde ^*™^J^£

XerBezug auf die Zeichnung wird die Erfindung die

durch die Beschreibung einer Ausfuhrungsform des f ^.

erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fabrikaten e.nes 60 0,25 bis 1™^^_{4 we},_{che den Leitersc}hirm

^ΚΪί Si in F i g. 1 enthilt einen dektrischen ^^^X^XSS^^fSSi

Leiter 2, der in Form einer Vielzahl von Kupfer- oder ihn durch J^ geeignete g P^.^

Aluminiumdrähten, die zusammengedreht sind, oder Die ^!^f*.gestehen tie z. B. Polyäthylen,

in Form eines einzigen Drahtes vorliegen kann, einen «5 ^^^^^„SS^poTjJthylen, Butylkau-

Leiterschirm 3 aus einem leitfähigen po ymeren Ma e- Ρο^Ρ^¹¹· ß_as ο erende Polymerisat kann Ver-

S ÄÄÜI² SS?tS den SSÄ ⁴3 net^hz^Uu^kni^dmiä Sn.Ken. so daß es anschließend durch

Heißbehandlung oder Bestrahlung vernetzt werden Polymerisates brauchbare Terpolymerisat zu bilden, kann. Die Dicke der Isolierung 4 richtet sich weit- welches bei der Durchführung der vorliegenden gehend nach der Belastung, die das Kabel einmal Erfindung verwendet wird, gehören Methylmethertragen soll. Im allgemeinen ist die Isolierschicht acrylat, Äthylmethacrylat, Methyläthacrylat, Isobutylwenigstens etwa 2,5 mm dick, wo keine praktische 5 acrylat, Methylester der Angelikasäure und Äthylester obere Grenze besteht, ausgenommen eine durch wirt- der Seneciosäure. Zu beispielhaften Vinylesterri geschäftliche; Gesichtspunkte auferlegte Grenze. sättigter Carbonsäuren, die mit dem Olefin und der

Der aus Latex abgeschiedene Kernschirm 6 wird äthylenisch ungesättigten Carbonsäure mischpolyauf der äußeren Fläche der Isolierung 4 abgeschieden, merisiert werden können, um ein Terpolymerisat zu inJem man den Leiter mit der Isolierung 4 als äußerer io bilden, welches zur Durchführung der vorhegenden Fläche durch ein Bad führt, das einen Latex aus einem Erfindung geeignet ist, gehören Vinylacetat, \ inylder genannten leitfähigen polymeren Materialien ent- propionat, Vinylbutyrat und Vinylcaprylat.
hält, so daß ein Kernschirm der gewünschten Dicke Die polymeren Materialien, die durch Vermischen

geschaffen wi<-d. Im allgemeinen zieht man es vor, mit Ruß leitfähig gemacht werden und die zur Abdas Kabel durch das Latexbad zu führen, sobald die 15 scheidung gemäß der Lehre der vorliegenden Erfin-Isolierung 4 über den Kernschirm extrudiert worden dung in die Form eines Latex gebracht werden, kennen ist, um den Vorteil der latenten Wärme in der Isolier- irgendeine geeignete Menge kombinierter Säure, wie ochicht auszunutzen. Der aus dem Latexbad auf der z. B. zwischen 0,5 und 25 Gewichtsprozent äthylenisch Isolierung abgeschiedene Schirm hat eine Dicke, die ungesättigte Carbonsäure, bis zu 39,5 Gewichtsprozent zwischen 0,011>-., 0,1 mm liegt. In einigen Fällen kann ao kombinierte Ester einer Säure des beschriebenen es erforderlich sein, das Kabel durch mehrere Bäder Typs und zwischen 60 und 99,5 Gewichtsprozent zu führen oder mehrmals durch das gleiche Bad zu kombiniertes Olefin enthalten. Das polymere Material führen, um einen Kernschirm der gewünschten Dicke kann daher z. B. ein Mischpolymerisat sein, das zu erhalten. 99,5 Gewichtsprozent Olefin und 0,5 Gewichtsprozent

Das leitfähige polymere Material, welches aus dem 45 Säure enthält; ein Mischpolymerisat, das 75 Gewichts-Latexbad unter Büdung des Kernschirmes auf der prozent Olefin und 25 Gewichtsprozent Säure enthält; Isolierschicht abgeschieden worden ist, umfaßt ins- ein Terpolymerisat, das 60 Gewichtsprozent Olefin, besondere eine Mischung aus Ruß und einem haft- 39,5 Gewichtsprozent Ester einer Säure und 0,5 Gefähigen polymeren Material, das aus Mischpolymeri- wichtsprozent Säure enthält; ein Terpolymerisat, säten eines « Olefins mit bis zu und einschließlich 30 das 60 Gewichtsprozent Olefin, 15 Gewichtsprozent 6 Kohlenstoffatom^ pro Molekül und einer äthyle- Ester ein^r Säure und 25 Gewichtsprozent Säure nisch ungesättigten Carbonsaure mit zwischen 3 und enthält oder ein Terpolymerisat, das 80 Gewichts-8 Kohlenstoffatomen pro Molekül und Terpolymeri- prozent Olefin, 12 Gewichtsprozent Ester einer Säure säten aus einem a-Olefin mit bis zu und einschließlich und 8 Gewichtsprozent Säure enthält.
6 Kohlenstoffatomen pro Molekül und äthylenisch 35 Die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verungesättsgten Carbonsäuren mit zwischen 3 und wendeten Mischpolymerisate und Terpolymerisate 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül und einem dritten können im Handel erhalten werden oder sie können Monomeren aus der Gruppe der Alkylester einer nach bekannten Verfahren hergestellt werden,
äthylenisch ungesättigten Carbonsäure mit zwischen Das klebefähige, polymere Material, welches auf

3 und 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül, worin der 40 der Isolierschicht des Kabels aus dem Latex abge-Alkylteil des Esters bis zu und einschließlich 8 Kohlen- schieden worden ist, wird durch Einmischen von Stoffatome enthält und der Vinylester einer gesättigten elektrisch leitfähigem Kohlenstoff in den polymeren Carbonsäure mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen pro Latex leitfähig gemacht. Die elektrisch leitenden Molekül, besteht. Kohlenstoffpartikeln besitzen vorzugsweise längliche

Zu beispielhaften Olefinen, die mit einer äthylenisch 45 Struktur im Gegensatz zu einer kugeligen Struktur, ungesättigten Carbonsäure polymerisiert werden kön- Die längliche Struktur neigt dazu, die Bildung fortnen, um das Mischpol} merisat oder Terpolymerisat laufender Leitwege durch die klebfähige polymere zu bilden, gehören Äthylen, Propylen, 1-Buten, Zusammensetzung zu fördern. Der Kohlenstoff wird 1-Penten, Methylpropen und 4-Methyl-l-penten. Das mit dem polymeren Material in einer Menge vermischt, Polymerisat kann von der Art eines Randompoly- 5° die genügt, zwischen etwa 25 und etwa 60 Gewichtsmerisates sein, das durch Mischpolymerisation des prozent Kohlenstoff in der Mischung, bezogen auf Olefins und der äthylenisch ungesättigten Carbonsäure das Gesamtgewicht der Mischung, zu haben. Dies kann erhalten wurde, oder es kann von der Art eines Pfropf- erreicht werden, indem man die Kohlenstoffpartikeln polymerisates sein, das durch Aufpfropfung der äthy- unter Bedingungen hoher mechanischer Scherkräfte lenisch ungesättigten Carbonsäure auf ein geeignetes 55 zum polymeren Latex hinzugibt, damit eine einheit-Polyolefin erhalten wurde. liehe Verteilung der Kohlenstoffpartikeln in dem ganzen

Zu beispielhaften äthylenisch ungesättigten Carbon- Polymerisat in dem Latex gewährleistet ist.
säuren, die mit dem Olefin mischpolymerisiert oder Der Latex aus leitfähigem, polymerem Material,

auf das Polyolefin aufgepfropft werden können, um durch den der Leiter mit der Isolierschicht zur Ausdas Mischpolymerisat oder Terpolymerisat zu bilden, 60 bildung eines leitfähigen Schirmes geführt wird, kann gehören Acrylsäure, Methacrylsäure, Äthacrylsäure, nach irgendeiner geeigneten Technik hergestellt wer-Crotonsäure, Isocrotonsäure, Tiglinsäure, Angelika- den. Im allgemeinen kann der Latex des leitfähigen säure, Seneciosäure, Itaconsäure, Hexencarbonsäure Polymerisates hergestellt werden, indem ma", das PoIy- und Teracrylsäure. merisat in einem wassermischbaren organischen

Zu beispielhaften Alkylestern äthylenisch unge- 65 Lösungsmittel löst. Das Lösungsmittel, welches das sättigter Carbonsäuren, die mit dem Olefin und der Polymerisat enthält, wird dann unter Rühren zu einem äthylenisch ungesättigten Carbonsäure polymerisiert wäßrigen, flüssigen System gegeben, das eine alkalische werden können, um das zur Herstellung des leitfähigen Verbindung enthält, vorzugsweise Ammoniumhydro-

7 8

xyd, in einer Menge, die genügt, um wenigstens etwa viele Vorteile gegenüber Kabeln, die durch Extrudieren 10% der in dem Polymerisat vorhandenen Carbon- des Kernschirmes nach dem Stand der Technik hersäuregruppen zu neutralisieren. Das organische Lö- gestellt wurden. Ein Vorteil ist der, daß der Kernsungsmittel wird aus der sich ergebenden Mischung schirm viel dünner gemacht werden kann, als ein durch Destillation entfernt, vorzugsweise gleichzeitig 5 Kernschirm, der durch Extrudieren hergestellt wurde, mit der Zugabe der Polymerisatlösung zu dem wäßri- Dies führt zu einem kleineren Kabel, welches den Vorgen, flüssigen System. Dann werden soviel Kohlen- teil hat, daß es in der Lage ist, Wärme besser abzugeben Stoffpartikeln zu dem entstandenen Latex hinzu- als ein dickeres Kabel. Der dünnere Kernschirm isl gegeben, so daß die gewünschte Konzentration an auch aus wirtschaftlichen Gründen attraktiver, da Kohlenstoff partikeln im Polymerisat erhalten wird. io weniger Material benötigt wird als bei der Herstellunf Der entstandene Latex kann in dieser Form zur Aus- des Kernschirmes durch Extrudieren. Der Grenzbildung des leitfähigen Schirmes, gemäß der Lehre flächenwiderstand zwischen dem Kernschirm und der vorliegenden Erfindung verwendet werden, oder dem Metallschild eines erfindungsgemäß hergestellter der Feststoffgehalt des Latex kann wie gewünscht Kabels ist wegen der höheren Kohlenstoffkonzentradurch Entfernung von Wasser konzentriert werden. 15 tion viel geringer als der Grenzflächenwiderstand vor Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß der Latex einen Kabeln, die nach der Lehre des Standes der Technik Feststoffgehalt in der Größenordnung zwischen etwa hergestellt wurden.

20 und etwa 70 Gewichtsprozent des leitfähigen, Das klebefähige, polymere Material, das untei

polymeren Materials besitzt. Bildung des Kernschirmes aus dem Latex abgeschieder

Dann wird der Metallschild 7 rund um den Kern- ao wurde, besitzt die Eigentümlichkeit, daß es mit den

schirm 6 hergestellt, indem man einen Streifen aus Metallschild eine festere Verklebung bildet als di<

beispielsweise Aluminium in einer geeigneten Kabel- Verklebung, die es mit der Isolierschicht bildet. Die

herstellungsvorrichtung längs faltet, so daß sich die bessere Verklebung mit dem Metallschild erlaubi

Ränder des Streifens überlappen und eine Längsnaht ein bequemeres Spleißen (Zusammenfügen), da, wenr

bilden Die Dicke des Metallschildes 7 ist weitgehend 25 die äußere Ummantelung und der Metallschild be

eine Sache der persönlichen Wahl und richtet sich dem Prozeß der Herstellung eines Spleißes (Verbin

nach solchen Faktoren wie der Belastung, die das dung) von dem Kabel abgestreift werden, der Kern·

Kabel ertragen soll, der Umgebung, in der das Kabel schirm mit dem Metallschild weggestreift wird unc

verwendet werden soll u dgl. Als allgemeine Rieht- sich somit die Notwendigkeit erübrigt, den Kern·

linie sollte die Querschnittsfläche des Metallschildes 30 schirm in einer getrennten Operation entfernen zi

etwa gleich der Querschnittsfläche des Leiters sein müssen.

Der Metallschild kann auch in Form einer Vielzahl In einer Modifikation der vorliegenden Erfindunf

von Kupferdrähten vorliegen, die spiralig mit Hilfe kann der Kernschirm hergestellt werden indem mar

einer geeigneten Kabelumhüllungsvorrichtung um den m aufeinanderfolgenden Schritten ein elektrisch lei

Kernschirm eewunden worden sind. Der Metall- 35 tendes, polymeres Material auf die Isolierschicht

S "d kä™ SSSalS auf einer oder auf beiden «tradiert und anschließend das entstandene Produk

Seiten einen Überzug aus einem klebfähigen, poly- durch das Latexbad fuhr , um eme aus Latex abge

«5-^ οϊΙ«*. <o leitfähigem polymeren, Material zu erzeuge. Ir

die Jt ^-— ^£%^Ά^ΖΤ3£££Ά

werden, um den aus Latex£f*^™^S^ elektrisch leitfähigen Kernschirmes realisiert, obgleicl

zu bilden können ohne *^ufJ^e,7_mX^_{schild zu} nur die äußerste Schicht des Kernschirmes aus den den klebefahigen Überzug.aufdem Mjtall sen abgeschieden wurde.

^^^^^^^,s^ η? aSÄ?^?** ^{dienen zur weiterei}

gemacht. Ein Erläuterung der Erfindung.

durch Beladung mit Ruß .. -

klcbefähiges Mischpolymerisat aus Äthylen, das,etwa Beispiel 1

8 Gewichtsprozent ^ξ^^_ζ^ί dem 50 Ein Kabelkern aus einem Kupferleiter mit eine:

fur den Gebrauch als klebefahiger Uberzu_c Isolierschicht aus Polyäthylen wurde mit einen

Metallschild besonders geeignet. Dieser klebe ^^ ^ _{leitfahigem? polymerem MateriaI ver}

Überzug kann nach irgendeiner 8*Φ™^n _{B seh indem man den} Kabelkern durch ein Bac

auf den Metallschild »^ϊ^,^^ηΓά.αΛ führte, das einen Latex mit 20,2% Feststoffen au:

du^Extnad.ejbeschich^lM^nW^^ ^ ^ ^ _{Misch ines} jerpolymerisates aus 72 Ge

Wird eine äußere Ummantelung» g_auseebildet wichtsprozent Äthylen, 14 Gewichtsprozent Acryl

wird sie um den Metallschild 7 n^eru™ _Ouerkonfl säure und 14 Gewichtsprozent Äthylacrylat und hoch

indem man das Kabel ^df ^c\?^ne S^ee'S^neie ^ ¹^ strukturiertem Kohlenstoff, der in einer Menge vor

Ziehform führt. Wenn der Metaltoh.ldzum Z»ecK_ ^ ^ _G^_ichtspwzenU _{bezQgen &uf das} ^^

der Ausbildung einer festen Verbindung π _ff_ _{5o gewkht der Mischungi vor}]_ag, enthielt,

grenzenden Elementen des ^aoeis ^cn«= . _{der Der} Kabelkern mit dem aus Latex abgeschiedener

überzug besitzt, so veranlaßt die beim ex ι ^_n. Kernschirm wurde dann durch Erhitzen getrockne:

äußeren Kunststoffummantelung au _?. _{und ansc}hlj_eßend durch eine Kabelumhüllungsma-

schild übertragene Wärme ^da^_t ^K'^e _p ^D _T! _Ke ^s _mschi_rm schine geführt, die einen 0,2 mm (8 mil) dicken Alu-

merisat, eine feste Verbindung mit aen _{65 miniumstreifen jn} Längsrichtung um den Kernschinr

und mit der äußeren Ummantelung auszu ·_ ^^ ^ _{daß dje R}__{nder des A]uminiumstreifeni}

Kahd, die hergestellt würfen, indem man _{ori sjch über},_{appten und eine Längsnaht bildeten De]}

schirm aus einem Latex gemauaerLei _{haben Kabe}ikern mit dem Aluminiumschild wurde dann

den Erfindung abschied, sind besser au ..._mmn

9 10

durch eine Querkopf-Ziehform geführt, womit, eine Tabelle I

äußere Ummantelung aus Polyäthylen aufextrudiert wurde.

Versuch Nr.	Widerstand (Ohm)
Vergleich ⁵ 1	85 18

Beispiel 2

Aus den Daten in Tabelle I ist ersichtlich, daß der

■ Man wiederholte die Technik des Beispiels 1, mit Widerstand der Scheiben ohne das aus Latex abgeder Ausnahme, daß der Aluminiumstreifen einen schiedene leitfähige Polymerisat etwa 4,7mal höher etwa 0,06 mm (2,5 mils) dicken Überzug aus einem io ist als der Widerstand der Scheiben, die gemäß der Random-Mischpolymerisat von Äthylen und Acryl- vorliegenden Erfindung behandelt wurden, säure, die etwa 8 Gewichtsprozent vereinigte Säure . -I₄

enthielt, auf beiden Seiten trug. Der innere Überzug ^beispiel

aus Random-Mischpolymerisat auf dem Aluminium- Es wurde ein anderer Satz von Scheiben nach der

streifen enthielt etwa 35 Gewichtsprozent Kohlenstoff, »5 im Beispiel 3 beschriebenen Technik hergestellt. In so daß sie leitfähig war und somit eine leitfähige diesen Versuchen wurde der Feststoffprozentsatz Schicht zwischen dem Aluminiumschild und dem in dem Latex erhöht, indem man ein Teil des Wassers Kernschild bildete. Die beim Extrudieren des äußeren verdampfen ließ. Einige dieser Scheiben aus mit Koh-Mantels aus Polyäthylen auf das Kabel übertragene lenstoff beladenein chloriertem Polyäthylen wurden Wärme veranlaßte die Random-Mischpolymerisat- 20 mit dem Latex überzogen und etwa 1 Minute lang bei überzüge zur Ausbildung von starken Verklebungen einer Temperatur von etwa 125⁰C in einem Luftofen mit dem Schirm aus leitfähigem, polymeren! Material getrocknet. Die Scheiben ohne den Latexüberzug und mit dem äußeren Mantel. wurden nach der gleichen Technik, wie sie im Bei

spiel 3 beschrieben ist, auf ihren Grenzflächenwider-

.... 25 stand getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in

Beispiel i Tabelle II unten als »Vergleich« wiedergegeben^ Die

Scheiben mit den aus Latex abgeschiedenen über-

Zur Veranschaulichung der Verbesserung des Grenz- zügen wurden gleichfalls auf ihren Grenzflächenflächenwiderstandes einer leitfähigen Polymerisat- widerstand getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind schicht, die gemäß der Lehre de^r vorliegenden Erfin- 30 als Versuch Nr. 1 in Tabelle II unten wiedergegeben, dung aus einem Latex abgeschieden wurde, wurden

mehrere kreisförmige Scheiben durch Formpressen labeile 11

von chloriertem Polyäthylen, das etwa 50 Gewichts- versuch Nr. j Widerstand (Ohm)

prozent leitenden Kohlenstoff enthielt, hergestellt. __J —

Jede der Scheiben besaß eine Dicke von etwa 0,32 cm 35 Vergleich I 125

(V₈") und einen Durchmesser von etwa 5 cm (2"). 1 | 19,5

Zur Messung des Grenzflächenwiderstandes wurden

die Scheiben einzeln zwischen zwei Messingelektroden Aus den Ergebnissen in Tabelle II ist ersichtlich,

gebracht, die ungefähr die gleiche Oberflächen- daß der Widerstand der Scheiben ohne Latexüberzug konfiguration besaßen wie die Scheiben. Das Gewicht 40 mehr als 6mal so groß ist als der Widerstand der gemäß der oberen Elektrode war so bemessen, daß es einen der vorliegenden Erfindung behandelten Scheiben. Druck größer als 0,07 kg/cm² (1 psi) auf die zu mes- · , -

sende Scheibe ausübte. Man ließ einen Strom zwischen Beispiel 3

den Elektroden fließen und maß den Spannungsabfall. In einer anderen Versuchsreihe wurden die gleichen

Der Durchschnittswiderstand mehrerer gemessener 45 Materialien und die gleiche Technik, wie sie im BeiScheiben ist in Tabelle I unten zum Vergleich ange- spiel 4 oben beschrieben ist, angewendet, mit der geben. Ausnahme, daß der Grenzflächenwiderstand bei

Mehrere andere Scheiben aus chloriertem Poly- Raumtemperatur und bei 90⁰C gemessen wurde, äthylen, das etwa 50 Gewichtsprozent Kohlenstoff indem man die Elektroden und Scheiben in einen des gleichen Typs, wie oben beschrieben, enthielt, 50 Ofen brachte. Die Ergebnisse dieser Versuche sind wurden mit einem Überzug aus einem Latex aus einem in Tabelle III wiedergegeben. Der Vergleichsversuch leitfähigen, polymeren Material versehen und der in Tabelle III repräsentiert den Durchschnittswider-Grenzflächenwiderstand wurde nach der gleichen stand mehrerer Scheiben aus chloriertem Polyäthylen, Technik gemessen. Der Latex enthielt 23,8 Gewichts- die Kohlenstoff ohne irgendeinen Latexüberzug entprozent Feststoffe und besaß einen pH von 9,4. Das 55 hielten. Versuch Nr. 1 in"Tabelle III repräsentiert der Polymerisat in dem Latex war ein Random-Misch- Durchschnittswiderstand mehrerer Scheiben, die der polymerisat, das etwa 83,2% kombiniertes Äthylen aus Latex abgeschiedenen leitfähigen Polymerisat und etwa 16,8% kombinierte Acrylsäure enthielt. überzug besaßen. Das Latexpolymerisat wurde durch Zugabe von soviel

leitfähigem Kohlenstoff leitfähig gemacht, daß etwa 60 Tabelle III

60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht

der Feststoffe in dem Latex, an Kohlenstoff vorlagen. Versuch Nr.

Der Latex, der das leitfähige Polymerisat enthielt,

wurde durch Aufstreichen auf beide Oberflächen der Vergleich 200 35

Scheiben aufgebracht, und man ließ die Scheiben an 65 j _{34 g} ^

der Luft trocknen. Der Durchschnittswiderstand mehrerer Scheiben ist in Tabelle I unten als Versuch Nr. 1 Obwohl die Daten in Tabelle III zeigen, daß de wiedergegeben. Grenzflächenwiderstand der Scheiben ohne den Latex

Widerstand (Ohm)
Raumtemperatur I 9O⁰C

überzug (Vergleich) durch Erhitzen verbessert (vermindert) wird, zeigen die Ergebnisse in Tabelle III auch, daß der Grenzflächenwiderstand beim Erhitzen der Scheiben ohne den Latexüberzug noch mehr als 4mal so groß ist als der Grenzflächenwiderstand der Scheiben, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Beispiel 6

Nach der im Beispiel 3 beschriebenen Technik wurden mehrere Scheiben hergestellt, mit der Ausnahme, daß das zur Herstellung der Scheiben verwendete widerstandsfähige Polymerisat ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat war. Mehrere dieser Scheiben wurden mit dem im Beispiel 3 beschriebenen Latex überzogen und auf ihren Grenzflächenwiderstand getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind als Versuch Nr. 1 in Tabelle IV wiedergegeben. Einige Scheiben ohne einen Latexüberzug wurden ebenfalls auf ihren Grenzflächenwiderstand getestet und die

Ergebnisse dieser Tests sind als »Vergleich «in Tabelle IV wiedergegeben.

Tabelle IV

Versuch Nr.

Widerstand (Ohm)

Vergleich

41,5
17,5

ίο Aus den in Tabelle IV zusammengestellten Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Widerstand der Scheiben ohne den aus Latex abgeschiedenen leitfähigen Polymerisatüberzug etwa 2,5mal so groß ist als der Widerstand der Scheiben, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Aus den in den Beispielen 3 bis 6 wiedergegebenen Daten ergibt sich klar, daß der Grenzflächenwiderstand einer leitfähigen Polymerisatschicht, die aus einem Latex gemäß der vorliegenden Erfindung abgeschieden

ao wurde, viel geringer ist als der Grenzflächenwiderstand eines widerstandsfähigen polymeren Materials ohne den aus Latex abgeschiedenen Überzug.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

um einen Leiter gewunden oder auf andere Weise Patentansprüche: um den Leiter gehüllt, bevor eine Isolierschicht aufgebracht wird und erneut nachdem die Isolierschicht

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen aufgebracht worden ist und ehe ein Metallschutzschild Kabels mit einem Leiter, einem Leiterschirm aus 5 um die Isolierung gewickelt wird. Andere Kabeleinem elektrisch leitenden polymeren Material, das konstroktionen(z. B.nachUSA.-Patentschrift3187 071) den Leiter umgibt, einer elektrischen Isolierschicht verwenden Schirme, die durch Extrudieren eines aus einem polymeren Material, das den Leiter- Kunststoffes, der stark mit leitfähigem Ruß beladen schirm umgibt, einem Kernschirm aus einem ist, hergestellt wurden. Keine von diesen Konstrukelektrisch leitfähigen polymeren Material, das die io tionen ist vollständig zufriedenstellend, da beim Biegen Isolierschicht umgibt, und einem Metallschild, der Kabel die Schinne großer Spannung unterworfen der den Kernschirm umgibt, dadurch ge- werden, wodurch ein Kontaktverlust mit der Isoliekennzeichnet, daß das Kabel mit der Iso- rung und mit dem Hauptleiter und dem schützenden lierschicht als äußerer Schicht Jurch ein Bad Metallschild verursacht wird. Die verschiedenen geführt wird, das einen Latex aus elektrisch 15 thermischen Ausdehnungskoeffizienten des leitfähigen leitendem polymeren Material enthält, welcher Kunststoffes und des Metalles im Leiter und im Metallaus einer Mischung von 25 bis 60 Gewichtsprozent schutzschild setzen die Schirme ebenfalls erheblicher Kohlenstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Spannung aus, da sich diese Elemente bei Temperatur-Mischung, und einem Mischpolymerisat aus einem änderungen des Kabels verschieden rasch expandieren Olefin und einer äthylenisch ungesättigten Carbon- 20 und zusammenziehen. Dieses Phänomen verursacht säure oder einem Terpolymerisat aus einem Olefin, ebenfalls einen Kontaktverlust zwischen den Schirmen einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und und ihren entsprechenden Metallkomponenten, woeinem Alkylester einer äthylenisch ungesättigten durch die Bildung von Hohlräumen verursacht wird. Carbonsäure oder einem Vinylester einer gesättig- Der Kontaktverlust zwischen den widerstandsfähigen ten Carbonsäure besteht, unter Aufbringung eines 25 Schirmen und den Metallkomponenten, der entweder Kernschirms mit einer Dicke zwischen 0,01 und durch Biegen des Kabels oder durch Temperatur-0,1 mm und danach der Metallschild aufgebracht änderungen des Kabels verursacht wird, führt zu wird. elektrischen Verlusten, womit die Gesamtleistungs-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- fähigkeit des Kabels abnimmt.

kennzeichnet, daß der Latex zwischen 20 und 30 Ein anderer Nachteil der extrudierten Kernschirme

70 Gewichtsprozent Feststoffe enthält. des Standes der Technik ist der hohe elektrische

Widerstand, der oft als Grenzflächenwiderstand bezeichnet wird, an der Grenzfläche oder Grenze zwi-

sehen dem Metallschutzschild und dem widerstands-

35 fähigen Schirm. Die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem widerstandsfähigen Schirm und dem Metall-

Die vorliegende Erfindung betriift ein Verfahren, schild ist durch die Rußpartikeln bedingt, die mit dem

bei dem an den Isoliergrenzen eines elektrischen Metallschild in Berührung stehen oder die etwa

Hochspannungskabels ein flexibler, leitfähiger Schirm 20 Angstrom tief in der Oberfläche des Metallschildes

angebracht wird. 4° liegen. Es ist daher evident, daß je größer die Kon-

Der Begriff »Schirm«, wie er hier in Verbindung mit zentration der Rußpartikeln im Kontakt mit dem Kabeln verwendet wird, bedeutet eine Schicht aus Metallschild oder innerhalb 20 Angstrom des Metallleitfähigem Material an der Grenze zwischen einem Schildes ist, desto besser ist die Leitfähigkeit zwischen Leiter und einer Isolierschicht und an der Grenze dem Schirm und dem Schild und desto geringer ist zwischen der Isolierschicht und einem Metallschutz- 45 daher der Grenzflächenwiderstand zwischen ihnen, schild. Im allgemeinen besitzt ein elektrisches Kabel Da der Zusatz von Ruß zu einem polymeren Material zur Übertragung von Hochspannung einen ersten die Verarbeitbarkeit des Polymerisates nachteilig Schirm, der den Hauptleiter umgibt, und einen zweiten beeinflußt, ist es oft schwierig, die gewünschten Ruß-Schirm, der zwischen der Isolierschicht und dem konzentrationen in einem durch Extrudieren herge-Metallschutzschild liegt. 50 stellten Kernschirm zu erreichen und es ist besonders

Es ist wünschenswert, daß die Schirme aus leit- schwierig, eine hohe Rußkonzentration in der äußeren

fähigem Material über ihre gesamte Kontaktfläche Peripherie des Kernschirmes zu erreichen, da stark

in innigem und direktem Kontakt mit der Isolier- mit Ruß beladene Polymerisate nicht zufriedenstellend

schicht und mit dem Leiter und dem Metallschutz- extrudiert werden können.

schild stehen. Da Kabel wiederholten Biegungen, 55 Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, bei

drastischen Wetteränderungen und einer ziemlich einem Kabel mit einem Leiter, einem Leiterschirm

rauhen Behandlung bei der Installation und der aus einem elektrisch leitenden polymeren Material,

Verwendung ausgesetzt sind, ist es wünschenswert, das den Leiter umgibt, einer elektrischen Isolierschicht

die leitfähigen Schirme aus einem Material und nach aus einem polymeren Material, das den Leiterschirm

einem Verfahren herzustellen, welche gewährleisten, 60 umgibt, einem Kernschirm aus einem elektrisch

daß die Schirme während der ganzen Lebenszeit des leitfähigen polymeren Material, das die Isolierschicht

Kabels im Kontakt mit ihren entsprechenden an- umgibt, und einem Metallschild, der den Kernschirm

grenzenden Elementen bleiben. umgibt, den Kernschirm möglichst dünn zu gestalten

Die bisher bekannten Kabelkonstruktionen ver- und die Verbindung mit dem Metallschutzschild und

wenden Schirme in Form von widerstandsfähigen 65 mit der Isolierung möglichst haftfest zu gestalten,

Bändern oder Laminaten, die mit Papier oder irgend- wobei der Grenzflächenwiderstand des Schirmmate-

einem anderen geeigneten Substrat verbundene sehr rials möglichst niedrig sein soll,

dünne Metallfolien umfassen. Die Laminate werden Gelöst wird diese Aufgabeerfindungsgemäßdadurch,