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Elektrisches Kabel
Die Isolierungen elektrischer Kabel und Leitungen aus Polyvinylchlorid sollen unbrennbar sein, wenn solche Kabel oder Leitungen in Bergwerken, auf Schiffen oder andern feuergefährlichen oder feuergefährdeten Anlagen Verwendung finden. Weichmacherfreies Polyvinylchlorid ist zwar unbrennbar, für die Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen jedoch nicht geeignet. Zu diesem Zweck wird daher weichmacherhaltiges Polyvinylchlorid verwendet, das als flammwidrig bzw. selbstlöschend bezeichnet werden kann. Das bei Erwärmung freiwerdende Chlorwasserstoffgas, das bei der Zersetzung der Isolierung aus Polyvinylchlorid auftritt, löscht nämlich die entstehende Flamme. Mit unbrennbaren Weichmachern versehene Polyvinylchloridmischungen sind zwar unbrennbar, sie sind aber nicht als brandsicher zu bezeichnen.
Es hat sich nämlich immer wieder gezeigt, dass die Verwendung von weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid zu grösseren und unerwarteten Nachfolgeschäden führt, da der bei Erwärmung vom Polyvinylchlorid abgespaltene, gasförmige Chlorwasserstoff, der sich mit Wasser oder Wasserdampf zu Salzsäure verbindet, Metalle, Beton oder sonstige Gegenstände anätzt oder zerstört. Solche Nachfolgeschäden sind dann besonders gross, wenn sich in der Nähe der Schadensstelle zahlreiche hochempfindliche Kontakte befinden, wie es in elektrischen Schalt- oder Steueranlagen die Regel ist.
Derartige Schäden sind bei Polyvinylchlorid in der letzten Zeit mehrfach bekanntgeworden, sie sind jedoch auch bei andern Polymeren denkbar, sofern diese Polymere unter Hitzeeinwirkung flüchtige Säuren abspalten. Dies ist der Fall z. B. bei Polyvinylidenchlorid, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylacetat u. a.
Ebenso gehören dazu die perhalogenierten Polymeren, wie Polytetrafluoräthylen u. a., welche bei grosser Hitze Fluor abspalten können, das zusammen mit dem Wasserdampf des brennbaren (zündenden) Materials ebenfalls flüchtige ätzende Säuren bildet.
Zur Herstellung eines brandsicheren Werkstoffes aus gefüllten und gegebenenfalls mit unbrennbaren Weichmachern weichgemachten Polymeren wird den Polymeren zur Bindung der unter Wärmeeinwirkung abgespaltenen flüchtigen Säuren sehr feinteiliger säurebindender Füllstoff mit einer mittleren Korngrösse von vorzugsweise unter 250 nm beigegeben. Dieser Werkstoff, bei welchem es sich beispielsweise um Polyvinylchlorid handelt, kann nun für die Isolierung elektrischer Kabel und Leitungen verwendet werden.
Man geht dabei von elektrischen Kabeln mit einer die Kabelseele umgebenden metallischen Lage aus, beispielsweise in Form einer um die Seele herumgebogenen Folie eines Drahtgeflechtes od. dgl. und einem darüber befindlichen Mantel aus gefüllten Polymeren, insbesondere Polyvinylchlorid.
Bei den bisher bekanntgewordenen elektrischen Kabeln geht man zwar ebenfalls von einem Schichtaufbau aus, wobei die Kabelseele von einer Metallage, wie z. B. einer in Längsrichtung um die Kabelseele herumgelegten Folie, umgeben ist, der Mantel um diese Metallage jedoch aus gewöhnlichem
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extrudiertem Polyäthylen hergestellt wurde. über diese metallische Kabelisolierung kann auch noch ein Drahtgeflecht als Abschirmung gezogen sein, wie ebenfalls bereits vorgeschlagen wurde, jedoch beschränkt man sich bei der Materialauswahl für den Kabelmantel wieder auf ein Material, das nicht als brandsicher im Sinne der Erfindung bezeichnet werden kann.
Durch die Erfindung soll ein vorteilhafter Aufbau eines Kabels geschaffen werden, das auf Grund der Zusammensetzung des Mantels brandsicher ist. Die Erfindung besteht nun darin, dass der gegebenenfalls mit unbrennbaren Weichmachern weichgemachte Mantel aus gefüllten Polymeren sehr feinteilige säurebindende Füllstoffe mit einer mittleren Korngrösse unter 250 nm, vorzugsweise bis zu 100 nm enthält.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient das in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Mit --1- ist die Kabelseele des elektrischen Kabels bezeichnet, die aus mehreren miteinander verseilten Adern bestehen kann, welche beispielsweise mit Polyvinylchlorid isoliert sind. Um die Kabelseele-l-ist die metallische Lage --2-- geformt, auf welche möglichst im gleichen Arbeitsgang der äussere, säurebindende Füllstoffe enthaltende Mantel--3--aus dem brandsicheren Werkstoff, nämlich dem gefüllten Polymeren, mit Hilfe eines der Einfachheit halber nicht dargestellten Extruders aufextrudiert wird.
Wenn für die metallische Lage eine Metallfolie eingesetzt wird, lässt sich mit Vorteil eine Aluminiumfolie verwenden, welche mittels eines Verfahrens auf die Kabelseele aufgebracht werden soll, das einen kontinuierlichen Durchlauf gestattet. Die Folie kann dabei um die Kabelseele-l-herum zu einem Rohr mit überlappenden Kanten geformt werden, und es wird danach auf das Rohr der Mantel aufextrudiert. Die überlappenden Kanten der Folie können hiebei noch miteinander verklebt oder verschweisst werden.
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Electric cable
The insulation of electrical cables and lines made of polyvinyl chloride should be non-flammable if such cables or lines are used in mines, on ships or other inflammable or fire-prone systems. Plasticizer-free polyvinyl chloride is non-flammable, but not suitable for the manufacture of electrical cables and wires. For this purpose, plasticizer-containing polyvinyl chloride is used, which can be described as flame-retardant or self-extinguishing. The hydrogen chloride gas released when heated, which occurs when the insulation made of polyvinyl chloride decomposes, extinguishes the resulting flame. Polyvinyl chloride mixtures with non-flammable plasticizers are indeed non-flammable, but they cannot be described as fire-safe.
It has been shown time and again that the use of plasticized polyvinyl chloride leads to greater and unexpected consequential damage, since the gaseous hydrogen chloride that is split off from the polyvinyl chloride when heated and that combines with water or steam to form hydrochloric acid etches or corrodes metals, concrete or other objects destroyed. Such consequential damage is particularly great if there are numerous highly sensitive contacts in the vicinity of the damaged area, as is the rule in electrical switchgear or control systems.
Such damage has recently become known several times in the case of polyvinyl chloride, but it is also conceivable with other polymers, provided that these polymers split off volatile acids under the action of heat. This is the case e.g. B. with polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polyvinyl acetate and. a.
They also include perhalogenated polymers such as polytetrafluoroethylene and the like. a., which can split off fluorine at high temperatures, which together with the water vapor of the combustible (igniting) material also forms volatile, corrosive acids.
To produce a fireproof material from filled polymers and possibly plasticized with non-flammable plasticizers, very finely divided acid-binding filler with an average particle size of preferably below 250 nm is added to the polymers to bind the volatile acids split off under the action of heat. This material, which is, for example, polyvinyl chloride, can now be used for the insulation of electrical cables and lines.
The starting point is electrical cables with a metallic layer surrounding the cable core, for example in the form of a foil of a wire mesh or the like bent around the core and a jacket made of filled polymers, in particular polyvinyl chloride, over it.
In the case of the electrical cables that have become known so far, one also proceeds from a layer structure, the cable core being made of a metal layer, such as. B. a film wrapped around the cable core in the longitudinal direction, but the jacket around this metal layer is made of ordinary
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extruded polyethylene. A wire mesh can also be drawn over this metallic cable insulation as a shield, as has also already been proposed, but the choice of material for the cable sheath is again limited to a material that cannot be described as fire-safe in the sense of the invention.
The invention is intended to create an advantageous structure of a cable which is fire-proof due to the composition of the jacket. The invention consists in the fact that the jacket made of filled polymers, optionally plasticized with non-flammable plasticizers, contains very finely divided acid-binding fillers with an average particle size of less than 250 nm, preferably up to 100 nm.
The exemplary embodiment of the invention shown schematically in the drawing serves to explain the invention in more detail.
--1- denotes the cable core of the electrical cable, which can consist of several strands stranded together, which are insulated with polyvinyl chloride, for example. The metallic layer --2 - is formed around the cable core-1 - on which the outer, acid-binding filler-containing sheath - 3 - made of the fire-safe material, namely the filled polymer, is applied with the aid of one of the simplicity is extruded on the sake of extruder not shown.
If a metal foil is used for the metallic layer, an aluminum foil can advantageously be used, which is to be applied to the cable core by means of a method which allows a continuous passage. The film can be shaped around the cable core to form a tube with overlapping edges, and the jacket is then extruded onto the tube. The overlapping edges of the film can also be glued or welded to one another.