[go: up one dir, main page]

DE2842579A1 - Verfahren zur herstellung von isolierten elektrischen leitungen oder kabeln - Google Patents

Verfahren zur herstellung von isolierten elektrischen leitungen oder kabeln

Info

Publication number
DE2842579A1
DE2842579A1 DE19782842579 DE2842579A DE2842579A1 DE 2842579 A1 DE2842579 A1 DE 2842579A1 DE 19782842579 DE19782842579 DE 19782842579 DE 2842579 A DE2842579 A DE 2842579A DE 2842579 A1 DE2842579 A1 DE 2842579A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electron beam
line
insulating layer
irradiated
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19782842579
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Araki
Miyuki Hagiwara
Hayao Ishitani
Kyozi Komatsu
Eisuke Saito
Takashi Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Japan Atomic Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Japan Atomic Energy Research Institute filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Publication of DE2842579A1 publication Critical patent/DE2842579A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/10—Irradiation devices with provision for relative movement of beam source and object to be irradiated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/003—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables using irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0866—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using particle radiation
    • B29C2035/0877—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using particle radiation using electron radiation, e.g. beta-rays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3462—Cables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von mit Gummi oder Kunststoff isolierten elektrischen Leitungen oder Kabeln, deren Gummi- oder Kunstr·1 off-Isolierschicht durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen verbesserte mechanische und thermische Eigenschaften erhält.
Es ist bereits gebräuchlich, eine auf einen Leitungsdraht oder ein Kabel aufgebrachte Gummi- oder Kunststoff-Isolierschicht mit ionisierender Strahlung zu bestrahlen, um die mechanischen und thermischen Eigenschaften dieser Schicht zu verbessern.
Zu diesem Zweck wird allgemein ein Elektronenstrahl angewandt, da hiermit eine solche Isolierschicht mit einer vergleichsweise großen Dosis ionisierender Strahlung bestrahlt
909816/0720
2842S79
werden kann. Bei einem z.B. mit Polyäthylen beschichteten Draht oder Kabel erfolgt die Bestrahlung im allgemeinen mit einer Dosis von 1-50 mrad mit einer Rate von etwa 1x10 rad/s. Da die Leitung in ihrem Zentrum einen elektrischen Leiter enthält, ist es unmöglich, die gesamte Isolierschicht durch Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl nur aus einer Richtung zu behandeln. Die übliche Praxis besteht daher darin, die Isolierschicht der Leitung zunächst bei ihrem Durchlauf von der einen Seite her mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlen und anschließend durch umdrehen der Leitung diese erneut der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl eines Elektronenstrahlbeschleunigers auszusetzen.
Im Fall einer vergleichsweise dicken Isolierschicht auf einer solchen Leitung hat es sich jedoch gezeigt, daß bei der Elektronenstrab!bestrahlung feine Risse bzw. Haarrisse in der Isolierschicht selbst entstehen können, wodurch die (dielektrische) Durchschlagsfestigkeit der Leitung beträchtlich herabgesetzt wird.
Da die Ursache für diese Rißbildung noch nicht mit Bestimmtheit festgestellt werden konnte, wurde es bisher als nicht ratsam angesehen, die Verbesserung der Eigenschaften von insbesondere Hochspannungs-Leitungen großen Durchmessers, die mit dicken Isolierschichten aus Gummi oder Kunststoff versehen sind, auf diese Weise anzustreben.
Im Hinblick darauf, daß Gummi- bzw. Kautschukmaterial oder Kunststoff bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl ausgezeichnete mechanische und thermische Eigenschaften erhält, wurde nun erfindungsgemäß versucht, diese güteverbessernde Behandlungstechnik auch auf die Herstellung von Leitungen und Kabeln großen Durchmessers, insbesondere für FJochspannungszwecke, anzuwenden. Zu diesem Zweck wurden
909816/0720
Untersuchungen mit dem Ziel der Unterdrückung der Bildung von feinen Rissen in einem solchen Werkstoff bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl durchgeführt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen hat es sich gezeigt, daß eine mit einer Gummi- oder Kunststoff-Isolierschicht mit einer maximalen Wanddicke oder Strahleindringtiefe von 4 mm oder mehr versehene Leitung durch Anwendung des noch näher zu beschreibenden Verfahrens bezüglich der mechanischen und thermischen Eigenschaften verbessert werden kann, ohne daß dabei die geschilderten Schwierigkeiten auftreten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Leitung unter dem Strahler (scanner) eines Elektronenstrahlbeschleunigers hindurch transportiert und dabei mit einer solchen Drehzahl um ihre Längsachse gedreht wird, daß jeweils ein und derselbe Abschnitt der Leitung während einer Zeitspanne von weniger als 10s mindestens zweimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und daß durch den Elektronenstrahlbeschleuniger auf die Isolierschicht der Leitung ein Elektronenstrahl emittiert wird, der auf eine Energie von 1 MeV oder mehr beschleunigt ist und dessen maximale Eindringtiefe in die Isolierschicht deren Dicke übersteigt.
Bisher konnte der Mechanismus noch nicht voll geklärt werden, durch den das Auftreten feiner Risse (Haarrisse) in der Gummi- oder Kunststoff-Isolierschicht einer elektrischen Leitung unterdrückt wird, wenn ein und derselbe Teil der Isolierschicht im Verlauf einer Zeitspanne von unter 10s mindestens zweimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, während die Leitung bei ihrem Durchlauf (um ihre Achse) gedreht wird. Es wird jedoch angenommen, daß diese Unterdrückung der Rißbildung auf die komplexe Wirkung einer elektrischen Ladung zurückzuführen ist, die in der Isolierschicht entsteht und sich durch diese hindurch ausbreitet. Es wird angenommen, daß die Erzeugung und Aus-
•909816/0720
breitung oder Diffusion der elektrischen Ladung unter den angegebenen Bestrahlungsbedingungen einen gewissen vorteilhaften Einfluß auf die der Bestrahlung unterworfene Isolierschicht ausübt, wobei dieser Einfluß auch nach Abschluß der Elektronenstrahlbestrahlung anhält, so daß das Auftreten der feinen Risse in der Isolierschicht im selben Maße wie bei der Bestrahlung begrenzt oder verhindert wird. Je kürzer die Zeitspanne ist, während welcher ein und derselbe Teil der Isolierschicht mindestens zweimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, um so deutlicher ist daher die angegebene Wirkung bezüglich der Unterdrückung der Haarrißbildung in der Isolierschicht.
Erfindungsgemäß durchgeführte Untersuchungen zeigen, daß dann, wenn ein und derselbe Teil der Isolierschicht während einer Zeitspanne von weniger als 10 s mindestens zweimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, die Entstehung der feinen Risse bzw. Haarrisse wirksam unterdrückt wird, während sich diese Wirkung nicht einstellt, wenn diese Zeitspanne außerhalb des angegebenen Bereichs liegt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht einer mit Gummi oder Kunststoff isolierten elektrischen Leitung zur Verdeutlichung der Art und Weise, auf welche die Elektronenstrahlbestrahlung der Isolierschicht durchgeführt wird, während die Leitung um ihre Achse gedreht wird,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
§09816/0720
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer Anordnung zur Behandlung einer mit Gummi oder Kunststoff isolierten elektrischen Leitung nach dem bisherigen Verfahren.
In Figur 1 bedeutet 2r den Außendurchmesser eines Leitungsdrahts bzw. Kabels, d.h. einer elektrischen Leitung, deren Leiter D einen Durchmesser 2r~ besitzt. Die Leitung, die mit einer Gummi- oder Kunststoff-Isolierschicht E beschichtet ist, wird dabei mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, dessen maximale Eindringtiefe in der
Isolierschicht E bei R liegt, während die Leitung
max
unter dem Abtaster bzw. Strahler (scanner) eines Elektronenstrahlbeschleunigers nach rechts gedreht wird. Die mit dem Elektronenstrahl bestrahlten Abschnitte der Leitung werden dabei fortlaufend verschoben. Dies bedeutet, daß sich die Richtung des Elektronenstrahleinfalls dann, wenn die Leitung als feststehend und sich nicht um ihre Achse drehend angesehen wird, fortschreitend nach links verschiebt, wie dies durch den ausgezogenen Pfeil in Figur 1 angedeutet ist. Wenn die Elektronenstrahlbestrahlung, wie durch den strichpunktierten Pfeil angedeutet (mit 0 = Zentrum der Leitung), zunächst in der Richtung A1O erfolgt, dringt der Elektronenstrahl bis zu dem durch die Kreisbögen C. B1, B. BQ B! und Bi Ci umrissenen Bereich ein. Der Kreisbogen C-, B1 BI Ci besitzt einen Radius r1 und einen Mittelpunkt O2, der auf einer Verlängerung der Linie A1O liegt und wobei 0/O2 = R max· Dabei wird der durch die Punkte A1 C1 B1 BJj C1 bestimmte Bereich der Isolierschicht mit dem Elektronenstrahl bestrahlt. Wenn der Punkt Ci aufgrund der Drehung der Bestrahlungsrichtung nach links aus dem Bestrahlungsbereich herausbewegt wird, gelangt der Elektronenstrahl beispielsweise auf einen Kreisbogen C3 B3 B^ C3, der durch einen Radius r.. auf einem Punkt O3 bestimmt wird, welcher auf einem mit dem
-909816/0720
Radius O O2 um den Mittelpunkt 0 gezogenen Umkreis entsprechend R „„ liegt. Dabei verschiebt sich folglich der max
Punkt Bl zusammen mit dem Punkt C! aus dem ersten Bestrahlungsbereich. Wenn der Punkt CI aufgrund der Weiterdrehung nach links wiederum bestrahlt wird, dringt der Elektronenstrahl bis zum Kreisbogen C4 B4 BI C' (CI) ein, der durch den Radius r* um einen Punkt O4 bestimmt wird, welcher auf einem mit dem Radius 0 0. um den Mittelpunkt 0 gezogenen Umkreis liegt. Der Punkt CI tritt daher wiederum vor dem Punkt BI in den Bestrahlungsbereich ein. Der Punkt Bl wird in dem durch die Punkte A1 C1 B1 BI CI umrissenen Bereich als erster aus dem Bestrahlungsbereich herausgeführt und im genannten Bereich zuletzt vom Elektronenstrahl getroffen, wobei die Bestrahlungsrichtung, wie durch den gestrichelten Pfeil angedeutet, mit A3O angegeben ist. Wenn nun der Winkel der Drehung von A1O auf A3O gleich 2 θ (Radiant) beträgt, gilt <02OB2 = Θ. Da O2B2 = rr OB2 = r2, 0 O3 = R^, ergibt sich die folgende Gleichung:
O2B2 2 = OB2 2 + 0O2 2 - 20B2-OO2-COS θ und 2 2 2
cos θ = -^ i 2 (im Fall von R 2 =
2r R max
2 * max ~ 9
2 2 2
Im Fall von R_,,, > r. - ro wird der Elektronenstrahl max * ι ζ.
durch den Leiter der Leitung abgeschirmt. Da die Rückseite des Leiters durch den Elektronenstrahl nicht bestrahlt wird, sollte der Drehwinkel 2Θ immer η betragen. In diesem Fall gilt daher cos θ = 0. Da eine Drehung von 2 θ innerhalb von 10 s erforderlich ist, sollte die Drehgeschwindigkeit 6 θ/π(U/min) oder mehr betragen. Dies bedeutet, daß die Leitung mit einer Geschwindigkeit von
90981S/0720
6 θ/π (U/min) oder mehr um ihre Achse gedreht werden sollte. Wenn eine mit Gummi oder Kunststoff isolierte Leitung mit einer Geschwindigkeit von 6 θ/π (ü/min) oder mehr um ihre Achse gedreht wird, kann tatsächlich eine Unterdrückung der Haarrißbildung beobachtet werden, so daß das erfindungsgemäß angestrebte Ergebnis erzielt wird,
Dabei gilt:
2 2 2
-1 Rmax " {rl " r2 ) θ = cos ' [ — — „ -— ] (im Fall von
Zr2 ' Rmax
2 ζ 2 _ 2. ax - r r '
2 ζ 2 _
Rmax - rl r
θ = π/2 (im Fall von R v 2> r, 2 - r 2) .
Wenn die Drehzahl mit N (ü/min) und die Breite des Elektronenstrahl-Bestrahlungsbereichs in Durchlaufrichtung der Leitung mit L (m) bezeichnet werden, sollte die Leitung mit einer Geschwindigkeit von N-L (m/min) oder darunter bewegt werden. Wenn die Laufgeschwindigkeit N-L übersteigt, wird der anfänglich bestrahlte Bereich der Leitungs-Isolierschicht wegen der Drehung der Leitung über den Bestrahlungsbereich des Elektronenstrahls hinaus verlagert, bevor dieser Bereich erneut bestrahlt wird, so daß ein Teil der Isolierschicht nicht zweimal bestrahlt wird und somit die Entstehung von Haarrissen nicht unterdrückt werden kann.
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Verteilung des Elektronenstrahls in der Leitung wird ein und dersi Lbe Teil der Leitung bpi. ihrem Durchlauf bevorzugt mehr als dreimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt, d.h. die Laufgeschwindigkeit sollte vorzugsweise weniger als (N"L)/3 (m/min) betragen.Wenn die Durchlaufgeschwindigkeit nicht weniger als (N-L)/3 beträgt, ist z.B. die Absorption der
90981S/0720
Elektronenstrahldosis in der Isolierschicht ungleichmäßig bzw. unregelmäßig, so daß sich eine mangelhafte Gleichmäßigkeit der Vernetzung ergibt.
Eine bevorzugte, praktisch durchführbare Möglichkeit für
den Vorschub einer mit Gummi oder Kunststoff isolierten Leitung mit vorgeschriebener Geschwindigkeit bei
gleichzeitiger Drehung (um die Längsachse) mit bestimmter Drehzahl besteht darin, Leitungszufuhr- und -aufwickelvorrichtungen sich in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit drehen zu lassen.
Der Grund dafür, weshalb beim erfindungsgemäßen Verfahren der angewandte Elektronenstrahl so gewählt wird, daß seine maximale Eindringtiefe größer ist als die Dicke der
Gummi- oder Kunststoffisolierschicht, liegt darin, daß
bei einer die Dicke der Isolierschicht unterschreitenden
größten Eindringtiefe die Ionisierung in der Isolierschicht durch den Elektronenstrahl diskontinuierlich wird, so daß die Neigung zu einer Haarrißbildung in diesem Bereich
besteht, unabhängig davon, wie schnell die Leitung um
ihre Achse rotiert. Der Ausdruck "maximale Eindringtiefe des Elektronenstrahls" bezieht sich auf die größte
Strecke oder Tiefe, bis zu welcher der Elektronenstrahl
in ein Substrat einzudringen vermag. Auf eine Energie von 1 MeV, 2 MeV und 3 MeV beschleunigte Elektronenstrahlen
besitzen eine maximale Eindringtiefe von etwa 4 mm, 11 mm bzw. 17 mm im Fall vom Gummi bzw. Kautschuk oder Kunststoff mit einem spezifischen Gewicht von 1. Beim erfindungsgemäßen Verfahren sollte der Elektronenstrahl aus dem Grund auf eine Energie von 1 MeV oder mehr beschleunigt werden, weil er sich bei einer niedrigeren Beschleunigungsenergie in einer Gummi- oder Kunststoffisolierschicht mit einer
größten Wanddicke von 4 mm oder mehr nicht mehr gleichmäs-
"909816/0720
sig in der Isolierschicht verteilt, so daß die erfindungsgemäß angestrebte Verbesserung der Isolierschicht-Eigenschaften nicht erzielt wird.
Die erfindungsgemäß angewandte Dosisrate des Elektronen-
2 9 Strahls liegt allgemein im Bereich von 10 - 10 rad/s. Für industrielle Zwecke werden jedoch Dosisgrößen im Bereich von 10 - 10 rad/s bevorzugt. Der Ausdruck "mit Gummi oder Kunststoff isolierte (elektrische) Leitung" bezieht sich auf einen Leitungsdraht oder ein Kabel in Form eines Metall-Leiters, etwa aus Kupfer(-) oder Aluminiumlegierung, mit einer Isolierschicht, die eine maximale, durchstrahlbare Wanddicke von 4 mm oder mehr besitzt und aus Gummi bzw. Kautschuk, wie Naturkautschuk, Äthylen-Propylen-, Polydien-, Polysiloxan-, Äthylen-Vinylacetat-, chlorsulfonierter Polyäthylen- und chlorierter Polyäthylen-Kautschuk, oder aus Kunststoff, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid und Äthylen-Tetrafluoräthylen-Mischpolymer, besteht. Wenn die Isolierschicht eine maximale Wanddicke von weniger als 4 mm besitzt, ist eine Haarrißbildung weniger wahrscheinlich, so daß diesbezüglich keine praktischen Schwierigkeiten entstehen. Wenn die Bestrahlung bei hoher Umgebungstemperatur erfolgt, kann die bestrahlte Isolierschicht durch Aufschäumung oder Verformung beeinträchtigt werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bestrahlung daher vorzugsweise bei einer Temperatur von 60°C oder darunter.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
Eine Kabel-Zufuhrvorrichtung 2 und eine Kabel-Aufwickelvorrichtung 3 wurden auf die in Fig. 2 dargestellte Weise für die Behandlung eines mit Polyäthylen isolierten Kabels
■909816/0720
mit einem Außendurchmesser von 24 mm angeordnet, das durch Extrudieren eines ein Antioxidationsmittel enthaltenden PolyäthylerB niedriger Dichte (low density) mit einer Dikke von 6 mm auf einem verseilten Leiter von 12 mm Durchmesser hergestellt worden war. Das Kabel 1 wurde in Bestrahlungsrichtung unter dem Strahler 5 (scanner) eines Cockcroft Walton-Elektronenstrahlbeschleunigers 4 hindurchgeführt. Während der Bestrahlung wurde das Kabel innerhalb des Bestrahlungsbereichs des Elektronenstrahls um seine Achse in Drehung versetzt, während die beiden Vorrichtungen 2 und 3 in derselben Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl angetrieben wurden. Der Elektronenstrahl wurde auf eine Energie von 2 MeV beschleunigt und in einer Dosisrate von 6 χ 10 rad/s emittiert. Das mit einer Drehzahl von 30 U/min um seine Längsachse gedrehte Kabel wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,6 m/min transportiert. Der vom genannten Beschleuniger gelieferte Elektronenstrahl mit einer Strahlbreite L von 60 cm traf auf die Kabelisolierung mit einer Oberflächendosis von bis zu 20 Mrad auf. Die Polyäthylen-Isolierschicht des auf diese Weise bestrahlten Kabels wurde bezüglich Gelfraktion, Wärmeverformung (dielektrischer) Durchbruchspannung und Rißbildung untersucht; die Prüfergebnisse finden sich in Tabelle 1.
Vergleichsbeispiel 1
Ein mit Polyäthylen isoliertes Kabel 1 mit derselben Konstruktion wie in Beispiel 1 wurde gemäß Fig. 3 unter dem Strahler 5 desselben Elektronenstrahlbeschleunigers 4 wie in Beispiel 1 mit einer Geschwindigkeit von 1,2m/ min in Form einer hochkant liegenden "8" hindurchgeführt· Ein Elektronenstrahl von 2 MeV wurde in einer Dosisrate von 6x10 rad/s mit einer Strahlbreite von 60 cm
"909816/0720
emittiert. Das Kabel wurde dabei mittels einer Umlenkrolle 6 umgelenkt, um anschließend von der anderen Seite her bestrahlt zu werden. Die hierbei in der Isolierschicht absorbierte Elektronenstrahldosis lag bei durchschnittlich 20 Mrad. Die Eigenschaften des auf diese Weise behandelten Kabels sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
2) Tabelle 1 Vergleichsbei
spiel 1
Prüfpunkt (kV) Beispiel 1 58 - 79
Gelfraktion (%)1) 71 - 75 25
Wärmeverformung (%) 22 10
(Dielektrische)
Durchbruchspannung		 3) 122 ja
Rißbildung 4) nein
Anmerkung:
1) Es wurden Proben von fünf verschiedenen Abschnitten der bestrahlten Kabel-Isolierschicht entnommen. Die angegebenen Zahlen beziehen sich auf den prozentualen unlöslichen Rückstand der Isolierung nach 100-stündiger Extraktion mit siedendem Xylol.
2) Gemessen bei 1200C unter einer Belastung von 3 kg.
3) Gemessen durch Anlegung von Wechselstrom von 50 Hz.
4) Ein dünner Streifen wurde unter dem Mikroskop untersucht.
In Beispiel 1 wurde die Isolierschicht des Kabels mit einem Elektronenstrahl bestrahlt/ während das Kabel um seine Längsachse herum in Drehung versetzt wurde. Infolgedessen wurde jeweils ein und derselbe Abschnitt der Isolierschicht während einer Zeitspanne von weniger als 10s mindestens zweimal bestrahlt. Haarrisse waren in der Isolierschicht überhaupt nicht festzustellen, so daß sich eine außerordentlich hohe (dielektrische) Durchbruchspannung
• 909816/0720
des Kabels ergab. In Vergleichsbeispiel 1 wurde das Kabel dagegen zweimal von entgegengesetzten Seiten her bestrahlt, wobei die Bildung von feinen Rissen bzw. Haarrissen festzustellen war. Weiterhin ergaben von fünf verschiedenen Bereichen der nach Vergleichsbeispiel 1 bestrahlten Kabel-Isolierschicht entnommene Proben einen weiten Bereich der Gelfraktion, wodurch belegt wird, daß dieses Kabel für den praktischen Gebrauch ungeeignet ist.
Beispiele 2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 2 bis 4
Ein Kabel von 12,4 mm Außendurchmesser wurde in der Weise hergestellt, daß ein mit Calciumcarbonat und Stabilisator vermischtes Äthylen-Propylen-Mischj-olymeres in einer Dicke von 4 mm auf einen verseilten Leiter von 4,4 mm Durchmesser extrudiert wurde. Auf die in Fig. 2 gezeigte Weise wurde ein Elektronenstrahl von 1,2 MeV mit einer Abtast- bzw. Strahlbreite L von 1,5 m in diese Isolierschicht gerichtet. Während der Bestrahlung lief das Kabel auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter Drehung um seine Längsachse unter einem Elektronenstrahlbeschleuniger 4 hindurch. Dabei wurden die Drehzahl (N), die Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels, die Dosisgröße und die auf die Isolierschichtoberfläche auftreffende Dosis auf die in der nachfolgenden Tabelle 2 angegebene Weise variiert.
Die Wärmeverformung, die (dielektrische) Durchbruchspannung und die Rißbildung gehen ebenfalls aus Tabelle 2 hervor.
- 909816/0720
Tabelle
i j Drehzahl N (ü/min) Beispiel 2 3 4 Vergleichsbeispie] 2 3 4
i Durchlaufgeschw. (m/min) 6 6 30 3 3 10
! Dosisgröße (rad/s) 3 7,5 7,5 3 0,75 18
i Dosis an Isolierschicht-
ίOberfläche (Mrad)		 1,6x106 4x106 4x106 1,6x106 4x105 107
Wärmeverformung (%) *1 30 30 30 30 30 30
(Dielektrische)Durchbruch
spannung (kV) *2		 19 25 17 24 17 42
Rißbildung *3 86 69 75 10 10 -
nein nein nein ja ja —
Anmerkung: *1 Gemessen bei 12O0C unter einer Belastung von 3 kg *2 Gemessen durch Anlegung eines Wechselstroms von 50 Hz. *3 Wie in Tabelle
Das betreffende Kabel besaß einen Außendurchmesser 2r.. von 12,4 mm und einen Lniterdurchmesser 2r2 von 4,4 mm. Der Elektronenstrahl besaß eine maximale Eindringtiefe
R von 5 mm. Der Drehwinkel θ betrug daher 0,63 Radiant, max
und die Drehzahl zur Gewährleistung der Unterdrückung einer Haarrißbildung wurde auf 6θ/π = 3,8 (ü/min) oder mehr, nämlich auf 4 ü/min oder darüber eingestellt, während die Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels N*L (m/min) oder weniger betragen sollte. Die nach obigen Beispielen 2 bis 4 hergestellten Kabel erfüllten sämtlich die vorher angegebenen Forderungen, und sie erwiesen sich als von außerordentlich hoher Güte. Die Kabel gemäß Beispielen 2 und 3 wurden mit derselben Drehzahl um ihre Achse gedreht. Andererseits lief das Kabel gemäß Beispiel 2 mit niedriger Durchlaufgeschwindigkeit als das Kabel nach Beispiel 3, nämlich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als N-L/3 (m/min). Das Kabel gemäß Beispiel 2 war daher durch den Elektronenstrahl gleichmäßiger bestrahlt worden, so daß es einer geringeren Wärmeverformung unterlag.
Das Kabel nach Vergleichsbeispiel 2 wurde mit einer Drehzahl von unter 4 U/min um seine Achse gedreht, wobei sich in der Isolierschicht Haarrisse bildeten. Das Kabel gemäß Vergleichsbei :;piel 3 wurde mit derselben Drehzahl wie im Fall von Vergleichsbeispiel 2 gedreht, jedoch mit niedrigerer Durchlaufgeschwindigkeit transportiert und mit dem Elektronenstrahl bei kleinerer Dosisgröße bestrahlt. Die Isolierschicht des Kabels nach Vergleichsbeispiel 3 zeigte eine geringere Wärmeverformung, jedoch Haarrisse, weil es mit einer Drehzahl von unter 4 U/min in Drehung versetzt worden war. Das Kabel nach Vergleichsbeispiel 4 wurde mit hoher Drehzahl gedreht, jedoch mit einer Geschwindigkeit von über N»L transportiert. Die Isolierschicht dieses Kabels war daher nicht gleichmäßig bestrahlt worden, so daß sie verstärkte Wärmeverformung zeigte und das Kabel somit für den praktischen Einsatz unbrauchbar war.
909816/0720

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von isolierten elektrischen Leitungen bzw. Kabeln unter Verbesserung der eine maximale Wanddicke von 4 mm oder mehr besitzenden Gummibzw. Kautschuk- oder Kunststoff-Isolierschicht durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung unter dem Strahler (scanner) eines Elektronenstrahlbeschleunigers hindurch transportiert und dabei mit einer solchen Drehzahl um ihre Längsachse gedreht wird, daß jeweils ein und derselbe Abschnitt der Leitung während einer Zeitspanne von weniger als 10s mindestens zweimal mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und daß durch den Elektronenstrahlbeschleuniger auf die Isolierschicht der Leitung ein Elektronenstrahl emittiert wird, der auf eine Energie von 1 MeV oder mehr
    909816/0720
    ORIGINAL INSPECTED
    beschleunigt ist und dessen maximale Eindringtiefe in die Isolierschicht deren Dicke übersteigt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlende isolierte Leitung mit einer Drehzahl von 6 θ/η (U/ min) bestrahlt wird, mit
    -1 KaJ- (ri2-r92>
    θ = cos t ] (im Fall von R z
    2r2'Rmax max
    i 2 2.
    - rl - r2 >
    θ = κ/2 (im Fall von R „ 2> r 2 - r 2 )
    max * χ ζ
    worin bedeuten:
    R = maximale Eindringtiefe des Elektronenstrahls, max
    2r.| = Außendurchmesser der bestrahlten Leitung und 2r2 = Leiterdurchmesser der bestrahlten Leitung.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierte Leitung durch Drehung der Zufuhr- und Aufwickelvorrichtungen für die Leitung in Drehung (um die Längsachse) versetzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht der isolierten Leitung aus einem Gummi bzw. Kautschuk, wie Naturkautschuk, Äthylen-Propylen-, Polydien-, Polysiloxan-, Äthylen-Vinylacetat-, chlorsulfonierter Polyäthylen- und chlorinierter Polyäthylen-Kautschuk, besteht.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    909816/0720
    die Isolierschicht der isolierten Leitung aus einem Kunststoff, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid und Äthylen-Tetrafluoräthylen-Mischpolymer , besteht.
    909816/0720
DE19782842579 1977-09-30 1978-09-29 Verfahren zur herstellung von isolierten elektrischen leitungen oder kabeln Ceased DE2842579A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52117356A JPS5914209B2 (ja) 1977-09-30 1977-09-30 改良された絶縁体層を持つたゴムまたはプラスチツク絶縁電線またはケ−ブルの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2842579A1 true DE2842579A1 (de) 1979-04-19

Family

ID=14709650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782842579 Ceased DE2842579A1 (de) 1977-09-30 1978-09-29 Verfahren zur herstellung von isolierten elektrischen leitungen oder kabeln

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4226687A (de)
JP (1) JPS5914209B2 (de)
DE (1) DE2842579A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3105138A1 (de) * 1980-02-13 1981-12-17 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Verfahren zum herstellen eines hochspannungs-zuendkabels mit niedriger elektrostatischer kapazitaet
FR2726150A1 (fr) * 1994-10-25 1996-04-26 Alcatel Cable Dispositif de traitement par rayonnement ultra-violet

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4482811A (en) * 1982-09-30 1984-11-13 Radiation Dynamics, Inc. Apparatus for guiding cable through a radiation chamber with reduced leakage therefrom
US4520260A (en) * 1983-11-02 1985-05-28 Eaton Corporation Semi-conductive heating cable
DE3528810C1 (de) * 1985-08-10 1987-04-02 Freudenberg Carl Fa Verfahren zum Herstellen eines tiefgezogenen Formteiles aus teilkristallinem Kunststoff
US5311027A (en) * 1993-02-26 1994-05-10 Raychem Corporation Apparatus and method for uniformly irradiating a strand
US6180951B1 (en) 1999-08-06 2001-01-30 Nutek Corporation Process for irradiation producing constant depth/dose profile
FR2803243B1 (fr) * 1999-12-30 2002-08-23 Ass Pour Les Transferts De Tec Procede d'obtention d'une piece en materiau polymere, par exemple d'une piece prototype, ayant des caracteristiques ameliorees par exposition a un flux electronique
FR2944982B1 (fr) * 2009-04-30 2011-10-14 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'un substrat metallise,ledit substrat et ses utilisations
WO2011100577A2 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Procure Treatment Centers, Inc. Robotic mobile anesthesia system
CN102896785B (zh) * 2012-10-18 2015-07-08 北京印刷学院 一种聚乙烯薄膜改性装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE544324A (de) * 1955-01-11
US3683179A (en) * 1970-03-11 1972-08-08 John R Norman Means for irradiating materials
US3725230A (en) * 1971-03-29 1973-04-03 Gen Cable Corp Insulated electrical cables and method of making them
JPS5549177B2 (de) * 1971-10-09 1980-12-10
US3925671A (en) * 1972-11-07 1975-12-09 Bell Telephone Labor Inc Irradiating strand material
US3833814A (en) * 1973-06-20 1974-09-03 Energy Sciences Inc Apparatus for simultaneously uniformly irradiating a region using plural grid controlled electron guns
GB1454817A (en) * 1973-09-11 1976-11-03 Sumitomo Electric Industries Irradiation apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3105138A1 (de) * 1980-02-13 1981-12-17 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Verfahren zum herstellen eines hochspannungs-zuendkabels mit niedriger elektrostatischer kapazitaet
FR2726150A1 (fr) * 1994-10-25 1996-04-26 Alcatel Cable Dispositif de traitement par rayonnement ultra-violet

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5914209B2 (ja) 1984-04-03
US4226687A (en) 1980-10-07
JPS5453280A (en) 1979-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69401027T2 (de) Verfahren zur Erhöhung der dielektrischen Festigkeit eines Kabels unter Verwendung einer Flüssigkeitsmischung
DE1690782C3 (de) Abgeschirmtes elektrisches Kabel und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2842579A1 (de) Verfahren zur herstellung von isolierten elektrischen leitungen oder kabeln
DE2519574A1 (de) Isoliertes starkstromkabel und verfahren zu seiner herstellung
DE69400725T2 (de) Verfahren zur Erhöhung der dielektrischen Festigkeit eines Kabels unter Verwendung einer Flüssigkeit mit einem hohen Diffusionskoeffizient
DE2517589A1 (de) Hochspannungs-kraftkabel sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung desselben
DE112019006772B4 (de) Isolierter elektrischer draht, verkabelung und herstellungsverfahren eines isolierten elektrischen drahts
DE2029725C3 (de) Isolierter Draht
DE1063372B (de) Verfahren zur energiereichen Bestrahlung organischer, in Form duenner Schichten vorliegender polymerer Massen
DE2009946B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Kabel
DE2022902C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Anheften von dielektrischen Folien an in Bewegung befindliche geerdete Oberflächen
DE1910743B2 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen verbinden einer kunststoffolie mit einem traeger
EP0037869A1 (de) Vorrichtung zur Strahlenvernetzung
DE2814108A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestrahlen von folien sowie bestrahlte folien
DE2601810A1 (de) Schleieriger bzw. unklarer polypropylenfilm
DE68914266T2 (de) Litzendraht für Gleichstrom unter Hochspannung.
DE2101921B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungskabels
DE3304715C2 (de)
DE3019657C2 (de) Verfahren zum Ausbilden einer elektrisch leitenden Oberflächenschicht auf einem elektrischen Leiter oder Kabel
DE3844232A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum vernetzen von polymermaterialien mit hilfe von elektronen
DE2530891A1 (de) Elektrisches kabel und verfahren zu dessen herstellung
DE2817804A1 (de) Gegen water trees geschuetztes starkstromkabel und verfahren zu seiner herstellung
DE2239631C3 (de) Verfahren zur Verbesserung der Trocken- und Naßadhäsion von Schichten auf Folien sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2359889A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum fuehren eines strangfoermigen materials unter einer bestrahlungsquelle
DE3114853A1 (de) Vorrichtung zur strahlenvernetzung von isolierungen elektrischer kabel oder leitungen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8131 Rejection