CH664230A5 - INSULATED, ELECTRICAL CABLE. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung mit einer Isolation welche verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen flüssige Medien und mechanische Beanspruchungen aufweist. The invention relates to an electrical line with insulation which has improved resistance to liquid media and mechanical stress.
Für die Herstellung von isolierten, elektrischen Leitungen, die im Brandfall möglichst geringe Mengen Qualm und keine korrosiven und toxischen Gase freisetzen, werden bereits halogenfreie Isolationsmaterialien, z.B. Polyäthylen, Äthylen-Propylen-Terpolymer, usw. verwendet. Ebenfalls bekannt ist, dass die Lösungsmittelbeständigkeit sowie auch die Kurzzeittemperaturbeständigkeit dieser Materialien durch Vernetzung verbessert werden kann. Die Flammwidrigkeit halogenfreier Isolationsmaterialien wird — wie ebenfalls bekannt ist — durch Zugabe von Metalloxydhydraten (z.B. Aluminiumoxydtrihy-drat, Magnesiumhydroxid) mindestens weitgehend erreicht. For the production of insulated, electrical cables that release as little smoke as possible and no corrosive and toxic gases in the event of fire, halogen-free insulation materials, e.g. Polyethylene, ethylene-propylene terpolymer, etc. used. It is also known that the solvent resistance and also the short-term temperature resistance of these materials can be improved by crosslinking. As is also known, the flame resistance of halogen-free insulation materials is at least largely achieved by adding metal oxide hydrates (e.g. aluminum oxide trihydrate, magnesium hydroxide).
Elektrische Leitungen mit halogenfreien Isolationen, welche solche Hydrate enthalten, weisen jedoch gegenüber Leitungen mit hydratfreien Isolationsmaterialien den Nachteil einer verminderten Resistenz gegen gewisse flüssige Medien, z.B. flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, Mineralöl, Lösungsmittel, usw., auf. Das heisst, dass diese Isolationsmaterialien nach längerer Lagerung in Mineralölen, z.B. Öl ASTM Nr. 2, bzw. Treibstoffen, z.B. Benzin, im Vergleich zu hydratfreien Materialien stärker quellen und ihre mechanische Festigkeit stärker reduziert wird. Bei längerer Lagerung im Wasser neigen hydrat-haltige Isolationsmaterialien ausserdem zu grösserer Wasseraufnahme. Dies führt zu einer Verschlechterung ihrer elektrischen Eigenschaften, namentlich zur Reduktion des Isolationswiderstandes und zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, was sehr unerwünscht ist. However, electrical lines with halogen-free insulation containing such hydrates have the disadvantage of reduced resistance to certain liquid media, e.g. liquid hydrocarbons such as gasoline, mineral oil, solvents, etc. This means that after long periods of storage in mineral oils, e.g. Oil ASTM No. 2 or fuels, e.g. Gasoline, swell more than hydrate-free materials and its mechanical strength is reduced more. When stored in water for a long time, hydrate-containing insulation materials also tend to absorb more water. This leads to a deterioration in their electrical properties, namely a reduction in the insulation resistance and an increase in the dielectric constant, which is very undesirable.
Es ist ferner bekannt, Leitungen mit einer ersten Isolationsschicht aus thermoplastischem Polyvinylchlorid und einer zweiten Schicht aus Polyamid oder mit einer ersten Schicht aus Ole-finpolymer und einer zweiten Schicht aus einem vernetzten Vi-nylidenfluoridcopolymer herzustellen. Diese zweischichtigen Isolationsmaterialien enthalten aber ebenfalls Halogene, die im Brandfall korrosive Gase bilden. It is also known to produce lines with a first insulation layer made of thermoplastic polyvinyl chloride and a second layer made of polyamide or with a first layer made of olefin polymer and a second layer made of a crosslinked vinylidene fluoride copolymer. However, these two-layer insulation materials also contain halogens, which form corrosive gases in the event of a fire.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile der bisher bekannten isolierten Leitungen zu beheben. Die Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert. Die äussere Isolationsschicht besteht aus Polyamid, einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterelastomer, z.B. «Hytrel 4056» der Firma DuPont, oder einem aromatischen, halogenfreien Polyäther, wie «PEEK» der Firma ICI. Bei günstiger Wahl des Materials für diese Schutzschicht Iässt sich überdies die Abriebfestigkeit und die Gleitfähigkeit der solcherart zweischichtig isolierten, elektrischen Leitung verbessern. The aim of the present invention is to remedy the disadvantages of the previously known insulated lines. The invention is defined in claim 1. The outer insulation layer consists of polyamide, a thermoplastic, halogen-free polyester elastomer, e.g. "Hytrel 4056" from DuPont, or an aromatic, halogen-free polyether, such as "PEEK" from ICI. If the material for this protective layer is chosen favorably, the abrasion resistance and the sliding properties of the electrical line insulated in this way with two layers can be improved.
Als für die Bildung einer Schutzschicht im Sinne der Erfindung besonders geeignete Materialien haben sich Polyamid 6.6, d.h. Polyhexamethylenadipamid, und Polyamid 12, d.h. Poly-laurinlactam, erwiesen. Materials which are particularly suitable for forming a protective layer in the sense of the invention have been polyamide 6.6, i.e. Polyhexamethylene adipamide, and polyamide 12, i.e. Poly laurine lactam.
Die erste Isolationsschicht wird mit Vorteil in einer Dicke von ca. 0,2 bis 2 mm hergestellt, während die äussere Schutzschicht verhältnismässig dünn sein kann und im allgemeinen etwa 0,1 bis 0,5 mm beträgt. The first insulation layer is advantageously produced in a thickness of approximately 0.2 to 2 mm, while the outer protective layer can be relatively thin and is generally approximately 0.1 to 0.5 mm.
Beispiel 1 example 1
Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm, wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminium-oxydtrihydrat gefülltem «Radox-125»-Copolymer («Radox 125» ist das eingetragene Warenzeichen für Polyolefin-Copoly-mere der Firma Huber & Suhner AG) versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,6 mm betrug. Die Isolationsschicht wurde dann durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen mit einer Dosis von 5 bis 20 Mrad vernetzt. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,1 mm dicke Schutzschicht aus Polyamid 6.6 (z.B. Typ «Zytel BK 157», Lieferant DuPont) gelegt, so dass eine doppelt isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde. A copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross-section of 2.5 mm2 and a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer made of up to approx. 50% filled with aluminum oxide trihydrate. Radox-125 »copolymer (« Radox 125 »is the registered trademark for polyolefin copolymers from Huber & Suhner AG), so that the outside diameter of the line was 3.6 mm. The insulation layer was then cross-linked by exposure to high-energy electron beams at a dose of 5 to 20 Mrad. A 0.1 mm thick protective layer made of polyamide 6.6 (eg type “Zytel BK 157”, supplier DuPont) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-insulated electrical line with an outer diameter of 3.8 mm was produced has been.
Die doppelschichtig isolierte Leitung wurde während 72 Stunden in Mineraöl des Typs ASTM Nr. 2 bei einer Temperatur von 100°C und in Dieselöl während 168 Stunden bei einer Temperatur von 70°C gelagert. Unmittelbar anschliessend wurde die Leitung einer Wickelprüfung um einen Metalldorn, dessen Durchmesser dem dreifachen Leitungsdurchmesser entspricht, unterzogen, ohne dass dabei die Proben eine Veränderung aufwiesen. The double layer insulated line was stored in mineral oil of type ASTM No. 2 at a temperature of 100 ° C. for 72 hours and in diesel oil at a temperature of 70 ° C. for 168 hours. Immediately afterwards, the line was subjected to a winding test around a metal mandrel, the diameter of which corresponds to three times the line diameter, without the samples showing any change.
Der Abriebtest nach der deutschen Norm VG 95218, mit einer 0,3 mm dicken Klinge, belastet mit 0,6 kg, ergab bei 1000 Abriebhüben eine Abriebtiefe von maximal 0,2 mm, gegenüber 0,5 mm bei der ungeschützten Isolationsschicht. The abrasion test according to the German standard VG 95218, with a 0.3 mm thick blade, loaded with 0.6 kg, showed a maximum abrasion depth of 0.2 mm for 1000 abrasion strokes, compared to 0.5 mm for the unprotected insulation layer.
Die Flammwidrigkeitsprüfung nach der Publikation IEC 332-1 wurde von der doppelschichtig isolierten Leitung bestens erfüllt. The flame retardancy test according to the publication IEC 332-1 was optimally fulfilled by the double-layer insulated cable.
Beispiel 2 Example 2
Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminium-oxydtrihydrat gefülltem «Radox-125»-Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,2 mm betrug. Die Isolationsschicht wurde dann durch die Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen mit einer Dosis von 5 bis 20 Mrad vernetzt. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,3 mm dicke Schutzschicht aus Polyamid 6.12 (z.B. Typ L20H der Firma Ems-Chemie AG) gelegt, so dass eine doppelschichtig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde. A copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross-section of 2.5 mm2 and a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer made of «Radox filled with up to 50% aluminum oxide trihydrate -125 »copolymer, so that the outer diameter of the line was 3.2 mm. The insulation layer was then cross-linked by the action of high-energy electron beams with a dose of 5 to 20 Mrad. A 0.3 mm thick protective layer made of polyamide 6.12 (eg type L20H from Ems-Chemie AG) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-layer insulated electrical line with an outer diameter of 3.8 mm was produced .
Die doppelschichtig isolierte Leitung wurde auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Wasser mit einer Temperatur von 75°C gemäss der Publikation ICEA-S-68 geprüft (ICEA = Insulated Cable Engineers Association USA), wobei alle verlangten elektrischen Eigenschaftswerte eingehalten wurden. The double-layer insulated cable was tested for its resistance to the effects of water at a temperature of 75 ° C according to the publication ICEA-S-68 (ICEA = Insulated Cable Engineers Association USA), whereby all required electrical property values were observed.
Nach Lagerung in Mineralöl und Dieselöl, wie in Beispiel 1 beschrieben, zeigten die Leitungen gemäss dem Ausführungsbeispiel 2 keine Veränderungen. After storage in mineral oil and diesel oil, as described in Example 1, the lines according to Example 2 showed no changes.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
664 230 664 230
Der Abriebtest wurde mit den gleichen Ergebnissen wie in Beispiel 1 durchgeführt. The abrasion test was carried out with the same results as in Example 1.
Die Flammwidrigkeitsprüfung nach der Publikation IEC 332-1 wurde sicher erfüllt. The flame retardancy test according to the publication IEC 332-1 was surely fulfilled.
Leitungen nach den Beispielen 1 und 2 sind ausserdem beständig gegen Kältemittel (z.B. «Freon» der Firma DuPont). Lines according to Examples 1 and 2 are also resistant to refrigerants (e.g. «Freon» from DuPont).
Leitungen nach Beispiel 2 sind beständig gegen Termiten-frass. Lines according to Example 2 are resistant to termites.
Beispiel 3 Example 3
Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht mit bis zu ca. 50% mit Aluminiumoxyd.-trihydrat gefültem «Radox-125» -Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,2 bis 3,4 mm betrug. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,2 bis 0,3 mm dicke Schutzschicht aus thermoplastischem Polyesterelastomer (z.B. Typ «Hytrel 4056» der Firma DuPont) gelegt, so dass eine doppelschichtig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,6 bis 3,8 mm erzeugt wurde. A copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross section of 2.5 mm2 and a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer containing up to approx. 50% «Radox filled with aluminum oxide trihydrate -125 »copolymer, so that the outer diameter of the line was 3.2 to 3.4 mm. A 0.2 to 0.3 mm thick protective layer made of thermoplastic polyester elastomer (eg type "Hytrel 4056" from DuPont) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-layer insulated electrical line with an outside diameter of 3. 6 to 3.8 mm was generated.
Die doppelschichtige Leitung ist wasserbeständig gemäss den Anforderungen der Publikation ICEA-S-68 und beständig gegen Mineralöl und Diselöl, was — wie in Beispiel 1 beschrieben — untersucht wurde. The double-layer line is water-resistant in accordance with the requirements of the publication ICEA-S-68 and resistant to mineral oil and disel oil, which - as described in Example 1 - was investigated.
Die Anforderungen des Abriebtestes, wie in Beispiel 1 beschrieben, werden ebenfalls erfüllt. The abrasion test requirements described in Example 1 are also met.
Die Dauerwärmebeständigkeit der Leitung beträgt 125°C. The permanent heat resistance of the line is 125 ° C.
s Beispiel 4 s Example 4
Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 mit einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminium-oxydtrihydrat gefülltem «Radox-125» - Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,6 mm betrug. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,1 mm dicke Schutzschicht aus aromatischem Polyäther (z.B. Typ «PEEK» der Firma ICI) gelegt, so dass eine do'ppelschich-tig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde. A copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross-section of 2.5 mm2 with a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer made of «Radox filled with up to 50% aluminum oxide trihydrate -125 »- copolymer, so that the outer diameter of the line was 3.6 mm. A 0.1 mm thick protective layer of aromatic polyether (for example type "PEEK" from ICI) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-layer-insulated electrical line with an outside diameter of 3.8 mm was generated.
Die doppelschichtige Leitung ist wasserbeständig gemäss den Anforderungen der Publikation ICEA-S-68 und beständig The double-layer pipe is water-resistant in accordance with the requirements of publication ICEA-S-68 and resistant
20 gegen Mineralöl und Dieselöl und Benzin (Prüfung wie in Beispiel 1 beschrieben). 20 against mineral oil and diesel oil and petrol (test as described in example 1).
Die Anorderungen des Abriebtestes, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ebenfalls erfüllt. Ebenso diejenigen des Flammtestes nach der Publikation IEC 332-1. The abrasion test requirements as described in Example 1 were also met. Likewise those of the flame test according to the publication IEC 332-1.
25 25th
Die Dauerwärmebeständigkeit der Leitung beträgt 125°C. The permanent heat resistance of the line is 125 ° C.
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