DE2530891B2 - Elektrisches Kabel und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Elektrisches Kabel und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
50
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Gattung. Sie hat auch ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Gegenstand.
Ein derartiges Kabel ist bereits bekannt (GB-PS 66 310). Die Hüllen und der Mantel sind dabei aus
einem flammfesten, chlorhaltigen Kunststoff gebildet, der anorganische Stoffe, insbesondere Antimontrioxyd,
enthält. Der chlorhaltige Kunststoff kann Polyvinylchlorid oder Polychloropren sein. Ferner ist ein
elektrisches Kabel bekannt, das mit einer inneren Hülle aus Butylkautschuk und einem Außenmantel aus
sulfochloriertem Polyäthylen versehen ist (»The Engineer«, 27. Februar 1962, Seite 174). Durch diesen
Außenmantel soll neben einer erhöhten Flammfestigkeit auch eine verbesserte Temperaturbeständigkeit
erzielt werden. Eine Nachbehandlung der Kunststoffisolation
nach dem Aufbringen auf die Leiter findet bei den beiden bekannten Kabeln nicht statt Es hat sich
herausgestellt, daß die Isolation der bekannten Kabel bei hohen Temperaturen zum Schmelzen und zum
Abfließen neigt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kabel der im Oberbegriff des Hauptanspruchs
angegebenen Gattung zu schaffen, welches eine hohe Temperaturbeständigkeit und einen verbesserten
Dehnungsrißwiderstand aufweist, also insbesondere auch in Kraftwerken, einschließlich Atomkraftwerken,
Raffinerien, chemischen Fabriken und dergleichen verwendet werden kann, vor allem um Instrumente
anzuschließen.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kabels ist im Anspruch 2 gekennzeichnet Ein Verfahren
zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kabels ist im Anspruch 3 angegeben. Die restlichen Ansprüche
umreißen bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens.
Die elektrisch isolierenden Hüllen der elektrischen Leiter können aus dem aus der US-PS 37 38 923
bekannten Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat oder aus dem aus der US-PS 37 38 923 bekannten
Äthylen/Chlortrifluoräthylen-Kopolymerisat hergestellt
werden
Vorzugsweise werden die elektrisch isolierenden Hüllen der elektrischen Leiter aus einem Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat
hergestellt, der Mantel aus einem sulfochlorierten Polyäthylen.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kabels werden das Hüllenmaterial und das Mantelmaterial
jeweils so lange bzw. mit einer solchen Strahlungsdosis bestrahlt, bis das jeweilige Polymerisat vernetzt ist.
Vorzugsweise erfolgt diese Bestrahlung zum Aushärten mit Hochenergie-Elektronen. Als Elektronenstrahlquel-Ie
kann beispielsweise ein Van-de-Graff-Beschleuniger verwendet werden.
Nach der Extrusion des Mantels kann das Kabel auf eine Spule oder dergleichen aufgewickelt und gelagert
werden, bevor später das Aushärten des Mantels und der elektrisch isolierenden Hüllen der elektrischen
Leiter erfolgt, wobei das Kabel abgewickelt und durch die Elektronenstrahlquelle hindurchgeführt wird.
Das Aushärten kann bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck erfolgen. Das Kabel kann durch die
Elektronenstrahlquelle mit jeder geeigneten Vorschubgeschwindigkeit hindurchbewegt werden. Eine Vorschubgeschwindigkeit
von etwa 150 m/min vermittelt in der Regel eine ausreichende Strahlungsdosis, um die
Polymerisate auszuhärten und die Hitzebeständigkeit des Kabels zu verbessern.
Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels anhand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht, und
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Abschirmung der Ausführungsform gemäß Fig. 1, und zwar in
größerem Maßstab.
Das Kabel 10 weist einen Mantel 12, einen Aufreißfaden 14, eine Abschirmung 16 aus einer mit
einer Beschichtung 18 versehenen Folie 20, einen ersten, mit einer elektrisch isolierenden Hülle 22 versehenen,
elektrischen Leiter 24, einen zweiten, gleichfalls mit einer elektrisch isolierenden Hülle 26 versehenen,
elektrischen Leiter 28 und einen Erdleiter 30 auf.
Die elektrischen Leiter 24 und 28 bestehen jeweils aus einem Drahtbündel, weiches in der Hülle 22 bzw. 26
eingeschlossen ist, die eine Dicke von etwa 0,25 mm aufweist und aus einem durch Bestrahlung ausgehärteten Äthylen/Tetraftioräthylen-Kopolymerisat besteht
Die elektrisch isolierten Leiter 24 und 18 sind mit dem Erdleiter 30 aus verzinntem Kupferdraht verzwirnt Die
drei Leiter 24,28 und 30 sind von der Abschirmung 16
umschlossen. Diese besteht aus der flexiblen Alumini- ίο
umfolie 20 mit der Polyester-, nämlich Polyäthylenterphthalathoschichtung 18, welche mit einer Schlaglänge von etwa 51 mm schraubenlinienförmig um die Leiter
24,28 und 30 gewickelt ist Die Abschirmung 16 und der
Aufreißfaden 14 aus dem unter dem Handelsnamen »NYLON 6« bekannten Polyamid sind in dem Mantel 12
aus extrudiertem, sulfochloriertem Polyäthylen, bekannt unter dem Handelsnamen »HYPALON«, eingeschlossen.
Die Aluminiumfolie 20 der Abschirmung 16 kann eine
Stärke von etwa 0,002 bis etwa 0,05 mm autweisen und mit einer daran haftenden Beschichtung 18 mit einer
Stärke von etwa 0,01 bis etwa 0,13 mm aus dem unter dem Handelsnamen »MYLAR« bekannten Polyester
aus Äthylenglykol und Terephthalsäure versehen sein.
Bei der Herstellung des Kabels 10 wird ein ungefülltes Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisai mit einem
Gehalt von etwa 50 Mol-% Äthylen und einem Gehalt von etwa 50 Mol-% Tetrafluoräthylen, vermischt mit
etwa 3 Teilen Triallylisozyanurat als Sensibilisator je 100 Teilen Polymerisat, in einer Stärke von etwa
0,25 mm um die verzwirnten Drähte der elektrischen
Leiter 24 und 28 extrudiert, so daß sich die Hülle 22 bzw. 26 ergibt Die so elektrisch isolierten Leiter 24 und 28
werden dann mit dem Erdleiter 30 aus verzinntem Kupferdraht mit einer Schlaglänge von etwa 51 mm
verzwirnt, worauf die Abschirmung 16 schraubenlinienförmig herumgewickelt wird. Dann wird der Mantel 12
aufgebracht, indem man das Mantelmaterial in einer Dicke von etwa 0,50 bis etwa 2 mm um die Abschirmung
16 herum extrudiert Dann wird das Kabel 10 durch einen Elektronenbeschleuniger mit einem solchen
Vorschub hindurchbewegt daß sich eine Bestrahlungsdosis von 2 bis 20 Mrad ergibt um die Hüllen 22 und 26
sowie den Mantel 12 auszuhärten.
Der Mantel 12 kann dadurch hervorgebracht werden, daß man ein Gemisch extrudiert, welches aus 100
Gewichtsteilen des unter dem Handelsnamen »HYPALON 45« bekannten Polymerisats, 30 Gewichtsteilen
Bleiglätte, 60 Gewichtsteilen Tonerdehydrat, 10 Gewichtsteilen Antimontrioxyd, 5 Gewichtsteilen chloriertem Paraffinwachs, 3 Gewichtsteilen Petrolatum, 2
Gewichtsteilen Paraffinwachs, 2 Gewichtsteilen HVA-2 m-Phenylendimaleimid (Sensibilisator) und 15 Gewichtsteilen Ruß besteht.
Sowohl bei dem Polymerisat für den Mantel 12 als auch bei demjenigen für die Hüllen 22 und 26 kann
irgendeine andere Verbindung zugesetzt werden, welche ein Polymerisat bezüglich des Aushärtens durch
Bestrahlung sensibilisiert So kann Triallylisozyanurat oder dergleichen als Sensibilisator bei dem Äthylen/
Chlortrifluoräthylen-Kopolymerisat bzw. bei dem Polyvinylchlorid ebenso wie beim Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat verwendet werden. Zwar ist der
Zusatz eines Sensibilisator? zur Beschleunigung der Aushärtung bevorzugt doch kann auch ohne Sensibilisator zufriedenstellend ausgehärtet werden, wenn die
Bestrahlungsdauer verlängert wird.
Dem Polymerisat, aus welchem der Mantel 12 extrudiert wird, kann jeder geeignete Füllstoff zugesetzt
werden, wie beispielsweise Bleiglätte, Kaolin, gebrannter Ton, Ruß, Zinkoxyd, Talkum, wasserhaltiges
Magnesiumsilikat, Bleioxyd, hydratisiertes Aluminiumsilikat oder dergleichen. Es sollte so viel Füllstoff
zugegeben werden, daß das extrudierte thermoplastische Material gehandhabt werden kann, ohne sich vor
dem Aushärten wesentlich zu verformen. Der unausgehärtete Mantel 12 soll vorzugsweise eine Härte von
wenigstens 45 A Shore und einen kleinsten Zugmodul bzw. Zugfestigkeit bei 100% Dehnung von wenigstens
etwa 20 kg/cm2 aufweisen. Nach dem Aushärten sollte der Mantel 12 eine Härte von wenigstens etwa 50 A
Shore und eine Zugfestigkeit bei 100% Dehnung von etwa 28 kg/cm2 aufweisen. Normalerweise ergeben 50
bis 250 Gewichtsteile Füllstoff je 100 Gewichtsteilen Polymerisat ein Material ausreichender Härte, um das
Extrudieren des Mantels 12 zu erleichtern.
Das Material, aus welchem der Mantel 12 extrudiert wird, kann auch einen Weichmacher enthalten, wie
beispielsweise ein Vinylsilan, ParafFinöl oder dergleichen. Auch kann ein Äntioxydanz zugesetzt sein, wie
beispielsweise Polytrimethyldihydrochinolin.
Zur Ausbildung der Hüllen 22 und 26 sowie des Mantels 12 können übliche Extrudiereinrichtungen
verwendet werden.
Statt aus Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat
können die elektrisch isolierenden Hüllen 22 und 26 auch aus einem Äthylen/Chlortrifluoräthylen-Kopo-Iymerisat oder einem Polyvinylchlorid hergestellt sein.
Desgleichen kann der Mantel 12 statt unter Verwendung von sulfochloriertem Polyäthylen und auch mit
einem anderen sulfohalogenierten Polyäthylen oder einem Polychloroprene oder einem chlorierten Polyäthylen hergestellt werden.
Claims (6)
1. Elektrisches Kabel mit mindestens zwei elektrischen Leitern in jeweils einer elektrisch
isolierenden Hülle und einem die isolierten Leiter umschließenden Mantel, wobei die Hüllen und der
Mantel aus einem Polymerisat aus einem halogenhaltigen Äthylen oder Propylen gebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (22 bzw. 26) jedes Leiters (24 bzw. 28) aus einem durch
Bestrahlung ausgehärteten Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat,
Äthylen/Chlortrifluoräthylen-Kopolymerisat
oder Polyvinylchlorid und der Mantel (Ii) aus einem durch Bestrahlung ausgehärteten,
sulfohalogenierten Polyäthylen, Polychloropren oder chlorierten Polyäthylen gebildet ist
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit den elektrisch isolierten Leitern (24;
28) v.2rzwirnter Erdleiter (30) vorgesehen ist.
3. Verfahren zur Herstellung des Kabels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst das Äthylen/Tetrafluoräthylen-Kopolymerisat,
Äthylen/Chloitrifluoräthylen-Kopolymerisat oder Polyvinylchlorid enthaltende Hüllenmaterial
auf die elektrischen Leiter (24 j 28) extrudiert und schließlich das ein sulfohalogenisiertes, vorzugsweise
sulfochloriertes Polyäthylen, Polychloropren oder chloriertes Polyäthylen enthaltende Mantelmaterial
aufextrudiert wird, wobei die extrudierten Hüllen (22; 26) und der extrudierte Mantel (12) durch
Bestrahlung, vorzugsweise mit Hochenergie-Elektronen, ausgehärtet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierten Hüllen (22; 26)
bestrahlt werden, bevor der Mantel (12) aufextrudiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) mit einer
Strahlungsdosis von etwa 2 bis etwa 20, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 12 Megarad, beaufschlagt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Elektronen bestrahlt
wird, welche eine Energie zwischen etwa 100 000 und etwa 3.1O6 Elektronenvolt aufweisen.
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