DE102011089095A1

DE102011089095A1 - Isoliertes Kabel und Verfahren zur Herstellung davon

Info

Publication number: DE102011089095A1
Application number: DE102011089095A
Authority: DE
Inventors: Jo Yagisawa; Satoshi Yamasaki
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-21
Also published as: CN102543274A; JP5510440B2; CH704288B1; CN102543274B; JP2012146645A; CH704288A2

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein isoliertes Kabel: einen Leiter, der mit einer Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau bedeckt ist, die eine innere Isolierharzschicht und eine äußere Isolierharzschicht einschließt, die an einem Außenumfang der inneren Isolierharzschicht bereitgestellt ist, wobei die innere Isolierharzschicht aus Isolierharz mit der gleichen Zusammensetzung wie die äußere Isolierharzschicht gebildet Ist, wobei das Isolierharz ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5 enthält und ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 bis 0,2 bezogen auf das Basisharz (B) enthält, wobei das Basisharz (B) Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15 enthält, und wobei die Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau vernetzt ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein isoliertes Kabel und ein Verfahren zur Herstellung davon und betrifft genauer ein solches isoliertes Kabel, das mit einer Isolierschicht mit Zweischichtaufbau bedeckt ist, das in geeigneter Weise als Solarkabel verwendet werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung davon.
BESCHREIBUNG DER ZUGEHÖRIGEN TECHNIK
Mit steigendem Interesse an Umwelt- und Energieproblemen, wie der Erschöpfung von Energieressourcen und steigendem CO₂ in der Luft, wurde unlängst die Entwicklung von sauberer Energie verlangt. Insbesondere wurde die praktische Verwendung eines Systems zur Solarstromerzeugung unter Verwendung einer Solarbatterie als neue Energiequelle vorangetrieben.
Ein solches System zur Solarstromerzeugung verwendet ein Solarkabel (photovoltaisches Stromsammelkabel). Und da es angenommen wird, dass das Solarkabel im Freien verwendet wird, erfordern die TÜV-Standards, die für den Verkauf von Waren in Europa aufgestellte Sicherheitsstandards sind, dass das Solarkabel ein doppelt isoliertes elektrisches Kabel ist. Als doppelt isoliertes elektrisches Kabel ist zum Beispiel ein elektrisches Kabel erhältlich, das in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP-A-2001-155554 offenbart ist. Das in der JP-A-2001-155554 offenbarte elektrische Kabel wurde zur Verwendung in den jeweiligen industriellen Gebieten, wie eines Fahrzeugs, einer Eisenbahn, der Luftfahrt und Raumfahrt, entwickelt und kann daher in geeigneter Weise im Freien verwendet werden.
Als Punkte, die für das elektrische Kabel zur Verwendung als Solarkabel erforderlich sind, neben dem obigen Punkt, dass es ein doppelt isoliertes elektrisches Kabel sein muss, das sich zur Verwendung im Freien eignet, gibt es jedoch einen Punkt, der für einen Leiter erforderlich ist, und einen Punkt, der für eine Ummantelung erforderlich ist: das sind die physikalischen Eigenschaften (Längung, Dehnbarkeit, Restlängungsgrad nach Alterung und Restdehnbarkeitsgrad nach Alterung), Flammhemmung, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit der Ummantelung gegen Tieftemperatureinfluss. Das elektrische Kabel muss diese Punkte erfüllen.
Daher kann ein vorhandenes elektrisches Kabel, wie das doppelt isolierte elektrische Kabel, das in der JP-A-2001-155554 offenbart ist, nicht direkt als Solarkabel verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erläuternde Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein isoliertes Kabel, das als Solarkabel verwendet werden kann, das die Anforderungen der TÜV-Standards erfüllt, und ein Verfahren zur Herstellung solcher isolierter Kabel bereit.
Die Erfinder haben das obige Problem ernsthaft untersucht, um die obige Aufgabe zu erreichen. Unsere Untersuchungen haben erbracht, dass bei einem isolierten Kabel, dessen Leiter mit einer Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau bedeckt ist, die obige Aufgabe erreicht werden kann, wenn das Harz einer inneren Isolierschicht und das Harz einer äußeren Isolierschicht die gleiche Zusammensetzung hat, diese Harzzusammensetzung für eine spezifische Zusammensetzung eingestellt ist und die Isolierharzschicht vernetzt ist. Somit haben wir diese Erfindung abgeschlossen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein isoliertes Kabel einen Leiter, der mit einer Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau bedeckt ist, die eine innere Isolierharzschicht und eine äußere Isolierharzschicht einschließt, die an einem Außenumfang der inneren Isolierharzschicht bereitgestellt ist, wobei die innere Isolierharzschicht aus Isolierharz mit der gleichen Zusammensetzung wie die äußere Isolierharzschicht gebildet ist, wobei das Isolierharz ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5 enthält und ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 bis 0,2 bezogen auf das Basisharz (B) enthält, wobei das Basisharz (B) Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15 enthält, und wobei die Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau vernetzt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Trennmittel auf eine äußere Umfangsfläche der inneren Isolierharzschicht aufgebracht.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten Kabels: einen ersten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens eines Umfangs eines Leiters mit dem Isolierharz zur Bildung einer inneren Isolierharzschicht; einen zweiten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens eines Umfangs der inneren Isolierharzschicht mit dem Isolierharz zur Bildung einer äußeren Isolierharzschicht; und einen dritten Schritt des Vernetzens der gebildeten inneren und äußeren Isolierharzschicht, wobei die innere Isolierharzschicht aus Isolierharz mit der gleichen Zusammensetzung wie die äußere Isolierharzschicht gebildet ist, wobei das Isolierharz ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5 enthält und ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 bis 0,2 bezogen auf das Basisharz (B) enthält, und wobei das Basisharz (B) Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15 enthält.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird in dem ersten Schritt ein Trennmittel auf eine äußere Umfangsfläche der gebildeten inneren Isolierharzschicht aufgebracht.
Die Erfindung kann folgendes bereitstellen: ein isoliertes Kabel, das in den Punkten der TÜV-Standards (physikalische Eigenschaften, Flammhemmung, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss) ausgezeichnet ist, die für die Ummantelung eines Solarkabels erforderlich sind; und ein Verfahren zur Herstellung solcher isolierter Kabel.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Schnittansicht, die ein Beispiel eines isolierten Kabels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Isoliertes Kabel
Nun wird unten eine spezifische Beschreibung eines isolierten Kabels 1 der Erfindung mit Bezug auf 1 gegeben.
Die 1 ist eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Beispiels des isolierten Kabels 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In dem isolierten Kabel 1 ist ein Leiter 10 mit einer Isolierharzschicht mit Doppelaufbau bedeckt, die eine innere Isolierharzschicht 20 und eine äußere Isolierharzschicht 30 einschließt, die an einem Außenumfang der inneren Schicht 20 aufgebracht ist. Ein Trennmittel kann auf eine Fläche der inneren Isolierharzschicht 20 aufgebracht sein. In dem Fall, dass ein Konnektor oder dergleichen auf ein Kabel montiert wird, wenn es notwendig ist, nur eine innere Schicht zu befassen, kann das Vorhandensein des Trennmittels das Entfernen einer äußeren Schicht erleichtern. Ferner ist die Gesamtheit der Isolierharzschicht mit Doppelaufbau vernetzt. Ein solches Vernetzen der Isolierharzschicht kann die Flammhemmung und Hitzebeständigkeit fördern.
In einem System zur Solarstromerzeugung wird normalerweise ein Satz aus zwei isolierten Kabeln mit jeweils einer Länge von etwa 1,5 m verwendet Bezüglich der Größe jedes Leiters, der den Leiter 10 ausmacht, kann der Schnittbereich 2,0 bis 10,0 mm² und der Leiteraußendurchmesser kann 2,0 mm bis 4,5 mm betragen. Das Material des Leiters kann zum Beispiel geglühter Kupfer sein.
Wenn TÜV-Standardwerte berücksichtigt werden, kann die Dicke der inneren Isolierharzschicht 20 0,5 bis 1,5 mm und die Dicke der äußeren Isolierharzschicht 30 kann ebenfalls 0,5 bis 1,5 mm betragen. Wenn die Dicke 0,5 mm oder mehr beträgt, können ausreichende mechanische Eigenschaften erzielt werden und für die Dicke von 1,5 mm oder weniger kann eine verschwenderische Verwendung des Isoliermaterials vermindert werden. Der fertige Außendurchmesser des isolierten Kabels 1 kann 3,0 bis 10,5 mm betragen.
Das Isolierharz, das die innere Isolierharzschicht 20 ausmacht, hat die gleiche Zusammensetzung wie das Isolierharz, das die äußere Isolierharzschicht 30 ausmacht. Dieses Isolierharz enthält ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5. Das Metallhydroxid wird als Hitzebeständigkeitsmittel gemischt und zum Beispiel können Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid bevorzugt verwendet werden. Wenn das Metallhydroxid und das Basisharz in dem obigen Verhältnis gemischt werden, kann die gewünschte Flammhemmung erzielt werden, ohne dass beeinträchtigende Einflüsse auf die Extrusionsleistung bei dem Bildungsvorgang und bei der Zuglängung des Isolierharzes auftreten. Das Metallhydroxid kann oberflächenbehandelt sein. Das Oberflächenbehandlungsverfahren beinhaltet zum Beispiel eine Fettsäure-Behandlung, eine Vinylsilan-Behandlung und eine Aminosilan-Behandlung. Ferner ist auch ein Verfahren verfügbar, bei dem beim Mischen des Metallhydroxids mit dem Harz ein Silankopplungsmittel, wie Methacrylsilan oder Vinylsilan, ganzheitlich einem unbehandelten Metallhydroxid beigemischt wird. Darunter sind das Verfahren, das das mit Vinylsilan behandelte Metallhydroxid verwendet, und das Verfahren, das ganzheitlich Methacrylsilan oder Vinylsilan beimischt, besonders bevorzugt.
Das Basisharz (B) enthält Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15. Wenn das Gewichtsverhältnis des Anteils von Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher weniger als 15 beträgt, ist die Dehnbarkeit des bedeckenden Elements nicht ausreichend, während bei mehr als 50 die Längung und Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss des bedeckenden Elements nicht ausreichend sind. Das ”Polyethylen sehr niedriger Dichte” steht für Polyethylen mit einer Dichte von 0,85 bis 0,91. Mit der Verwendung des Polyethylens sehr niedriger Dichte können im Gegensatz zur Verwendung von hochdichtem Polyethylen oder niederdichtem Polyethylen die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Längungsleistung, verbessert werden.
Ferner wird in dem Isolierharz des isolierten Kabels der Ausführungsform ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 oder mehr dem Basisharz (B) zugegeben. Dies kann die Hitzebeständigkeit und mechanische Eigenschaften nach Alterung verbessern, wodurch ein Kabel bereitgestellt werden kann, das die von den TÜV-Standards geforderten mechanischen Eigenschaften nach Alterung und Hitzebeständigkeit des bedeckenden Elements eines Kabels erfüllen kann.
Als Antioxidans kann ein Antioxidans mit gehindertem Phenolsystem verwendet werden. In diesem Fall kann bei Verwendung in Kombination mit einem Antioxidans mit Thioestersystem die Hitzebeständigkeit des Isolierharzes weiter verbessert werden. Ferner kann auch ein Antioxidans mit Schwefelsystem verwendet werden. In diesem Fall kann bei Verwendung in Kombination mit einer Zinkverbindung die Hitzebeständigkeit des Isolierharzes weiter verbessert werden. Die Zinkverbindung ist kein Antioxidans. Die Zinkverbindung beinhaltet Zinkoxid, Zinkborat und dergleichen.
Die obigen drei Antioxidansarten und die Zinkverbindung können auch in Kombination verwendet werden. Da sich diese Materialien in dem Mechanismus zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit unterscheiden, kann eine kombinierte Verwendung synergistische Effekte bereitstellen. Eine übermäßige Zugabe von Antioxidans sättigt die Verbesserungswirkung der Hitzebeständigkeit, wodurch bewirkt wird, dass das Antioxidans an der Oberfläche des Isolierharzes ausblutet. Daher kann vorzugsweise das kombinierte Antioxidans dem Basisharz bis zu einem Gewichtsverhältnis von 0,2 zugegeben werden.
Säuremodifiziertes Harz kann dem Isolierharz des isolierten Kabels gemäß der Ausführungsform ebenfalls zugegeben werden. Das säuremodifizierte Harz kann zum Beispiel niederdichtes Polyethylen, geradkettiges niederdichtes Polyethylen, Ethylen-vinylacetat-copolymer, Ethylen-ethylacrylat-copolymer, Polyethylen sehr niedriger Dichte, Ethylen-propylen-kautschuk (EP-Kautschuk), Ethylen-propylendien-monomer (EPDM), Styrol-ethylen-butylen-styrol-blockcopolymer (SEBS) und dergleichen sein, die mit Maleinsäureanhydrid oder Acrylsäure modifiziert sind. Durch Zugabe des obigen Harzes kann das isolierte Kabel bei der Dehnbarkeit und Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss weiter verbessert werden.
Das Isolierharz des isolierten Kabels gemäß der Ausführungsform kann ferner ein Trennmittel, Kohlenstoff und Vernetzungshilfsmittel enthalten. Falls erforderlich, kann es ferner einen Weichmacher, ein Ultraviolettabsorber, einen Lichtstabilisator, ein Antioxidans, einen Füllstoff, ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Silankopplungsmittel und andere Modifikatoren allein oder in Kombination aus zwei oder mehr davon enthalten.
Als auf die Oberfläche der inneren Isolierschicht 20 aufzubringendes Trennmittel können zum Beispiel ein anorganisches Pulver, wie Talk, wässrige Dispersionen mit dispergierten mehrwertigen Hydroxiden und Ethanol mit dispergiertem Schichtsilicat verwendet werden. Vorzugsweise kann Talk verwendet werden.
2. Herstellungsverfahren des isolierten Kabels
Das Herstellungsverfahren des isolierten Kabels gemäß der Ausführungsform beinhaltet einen ersten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens des Umfangs eines Leiters mit dem Isolierharz, um dadurch eine innere Isolierschicht zu bilden, einen zweiten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens des Umfangs der inneren Isolierschicht nach Aufbringung von Trennmittel mit dem Isolierharz, um dadurch eine äußere Isolierschicht zu bilden, und einen dritten Schritt des Vernetzens der gebildeten inneren und äußeren Isolierschicht. Ferner kann in dem ersten Schritt ein Trennmittel auf die äußere Umfangsfläche der gebildeten inneren Isolierschicht aufgebracht werden. Das oben beschriebene isolierte Kabel kann durch ein beliebiges Verfahren hergestellt werden, wird jedoch bevorzugt durch das obige Herstellungsverfahren hergestellt.
Zur Durchführung des Extrusions- und Bedeckungsvorgangs in dem ersten oder zweiten Schritt kann das Isolierharz unter Verwendung einer Walze, eines Banbury-Mischers, einer Extrusionsmaschine oder dergleichen vermischt werden; und die erhaltene Pelletverbindung kann auf den Leiter oder die innere Isolierharzschicht an dem Leiter unter Verwendung einer herkömmlich bekannten Kabelextrusionsmaschine extrudiert werden.
Der Vernetzungsvorgang in dem dritten Schritt kann durch verschiedene Verfahren in Abhängigkeit von dem zu verwendenden Vernetzungsmittel durchgeführt werden. Der Vernetzungsvorgang kann durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen und ionisierenden Strahlen, wie γ-Strahlen, durchgeführt werden. Bei Bestrahlung mit ionisierenden Strahlen wird ein Teil der Durchgangsstrecke des Isolationskabels in einem Strahler angeordnet und die ionisierenden Strahlen werden auf das durchlaufende Isolationskabel gestrahlt. Bevorzugt kann ein Metallhydroxid, das in dem Isolierharz enthalten ist, mit Vinylsilan behandelt sein, da diese Behandlung die mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit des danach vernetzten Isolierharzes weiter verbessern kann.
Beispiel
Nun wird unten eine weitere spezifische Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele gegeben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
(1) Herstellung des isolierten Kabels

Für die jeweiligen isolierten Kabel, die jeweils eine Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau mit den Zusammensetzungen enthalten, die in Tabelle 1 gemäß den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 gezeigt sind, wurden isolierte Kabel mit Verbindungen (Gewichtsteile) hergestellt, die in Tabelle 1 gezeigt sind (Leiterschnittbereich: 4 mm², Leiterdurchmesser: 2,8 mm, Dicke der inneren Isolierschicht: 1,15 mm, Dicke der äußeren Isolierschicht: 0,95 mm), und sie wurden auf die folgende Art und Weise bewertet. Die Bewertungsergebnisse der jeweiligen isolierten Kabel sind in Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1 ist das Gleitmittel ein Beispiel für das Trennmittel. Tabelle 1

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
VLDPE Smp. 50°C		85	70	50	90	40	80
VLDPE Smp. 80°C		15	30	50	10	60	20
Al(OH)₃		160	-	160	160	160	-
Mg(OH)₂		-	140	-	-	-	120
ZnO		10	-	10	10	10	10
Antioxidans 1 (Antioxidans mit Schwefelsystem)		10	-	10	10	10	10
Antioxidans 2 (Antioxidans mit gehindertem Phenolsystem)		4	3	4	4	4	4
Sekundäres Antioxidans (Antioxidans mit Thioestersystem)		1	-	1	1	1	1
Gleitmittel		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Kohlenstoff		3	3	3	3	3	3
Vernetzungshilfsmittel		3	3	3	3	3	3
Silankopplungsmittel		-	2	-	-	-	2
Isolation	Längung	O	O	O	O	K	O
Isolation	Dehnbarkeit	O	O	O	X	O	O
Isolation nach Alterung	Restlängungsgrad	O	O	O	O	X	O
Isolation nach Alterung	Restdehnbarkeitsgrad	O	O	O	X	O	O
Ummantelung	Längung	O	O	O	O	K	O
Ummantelung	Dehnbarkeit	O	O	O	X	O	O
Ummantelung nach Alterung	Restlängungsgrad	O	O	O	O	X	O
Ummantelung nach Alterung	Restdehnbarkeitsgrad	O	O	O	X	O	O
Flammhemmung (TÜV-Standards)		O	O	O	O	O	X
Hitzebeständigkeit		O	O	O	O	O	O
Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss		O	O	O	O	X	O

O: OK X: nicht gut
(2) Bewertung des isolierten Kabels
Die jeweiligen Eigenschaften des isolierten Kabels der obigen Beispiele wurden auf die folgende Art und Weise bewertet.
Längung (Standards: EN60811-1-1, Punkt: 9.2)
Von den jeweiligen Kabeln wurden die innere und äußere Isolierharzschicht mit jeweils 100 mm herausgenommen und die Harzschichten wurden bei einer Zuggeschwindigkeit von 25 mm/min gezogen. Die Messlänge wurde auf 20 mm am Anfang des Tests eingestellt und die Längung wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet. Die Kabel, deren berechnete Längung 125% überstieg, wurden als erfolgreich eingestuft. Der Test wurde bei einer Temperatur von 23°C und die Prüfung mit n = 5 durchgeführt. ε = (I₀ – 20)/20 × 100 Gleichung
In der obigen Gleichung steht ε für die Längung (%) und I₀ steht für die Messlänge (mm) als die Harzschicht gekappt wurde.
Dehnbarkeit (Standards: EN60811-1-1, Punkt: 9.2)
Von den jeweiligen Kabeln wurden die innere und äußere Isolierharzschicht herausgenommen und die Harzschichten wurden bei einer Zuggeschwindigkeit von 25 mm/min gezogen. Die maximale Zugbelastung wurde gemessen und die Dehnbarkeit wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet. Für die innere Isolierharzschicht (inneres bedeckendes Element) wurde beim Überschreiten der Dehnbarkeit von 6,5 MPa das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft. Für die äußere Isolierharzschicht (Ummantelung) wurde beim Überschreiten der Dehnbarkeit von 8,0 MPa das relevante Kabel als OK eingestuft. Der Test wurde bei einer Temperatur von 23°C und die Prüfung mit n = 5 durchgeführt. δ = F/A Gleichung
In der obigen Gleichung steht δ für die Dehnbarkeit (MPa), F steht für die maximale Zugbelastung (N) und A steht für den Schnittbereich des Teststückes (mm²).
Restlängungsgrad nach Alterung und Dehnbarkeitsgrad nach Alterung (Standards: EN60811-1-1, Punkt: 8.1)
Für die innere und äußere Isolierharzschicht, die aus dem Kabel herausgenommen wurde, wurden nach Alterung (150°C × 7 Tage) die Längung und Dehnbarkeit gemessen und berechnet.
Für die Längung wurde bei Überschreiten des Restgrades von 70% der Längung vor Alterung das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft. Für die Dehnbarkeit wurde bei Überschreiten des Restgrades von 70% der Dehnbarkeit vor Alterung das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft. Die Restgrade wurden gemäß der folgenden Gleichung berechnet und die Prüfung wurde mit n = 5 durchgeführt. X = (C₁/C₀) × 100 Gleichung
In der obigen Gleichung steht X für den Restgrad (%), C₁ steht für den Wert nach Alterung und Co steht für den Durchschnittswert vor Alterung.
Flammhemmungstest (Standards: EN60332-1-2) Vertikaler Flammhemmungstest
Eine Flamme wurde auf das Kabel für 60 Sekunden gerichtet und die Flamme wurde unmittelbar weggezogen. Ein Teil des Kabels bei 475 mm oberhalb des flammbehandelten Teils wurde als Punkt A bezeichnet und wenn das Feuer innerhalb von 60 Sekunden erloschen ist, wurde der Fall, dass Asche in dem Bereich von 540 bis 50 mm höher als der Punkt A gefunden wurde, als erfolgreich eingestuft.
Als Referenz wurde die Bewertung auch bei den Ergebnissen des Tests durchgeführt, der gemäß den VW-1 der UL-Standards durchgeführt wurde (Eine Flamme wurde auf das Kabel für 15 Sekunden gerichtet und dann wurde die Flamme unmittelbar weggezogen. Wenn das Feuer innerhalb von 60 Sekunden erloschen ist, wurde die Flamme wieder auf das gleiche Kabel für 15 Sekunden gerichtet und die Flamme wurde unmittelbar weggezogen. Dies wurde wiederholt. Und wenn das Kabel fünfmal entzündet wurde und die Flamme jedes Mal innerhalb von 60 Sekunden erloschen ist, wurde das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft). Als Metallhydroxid dem Basisharz in einem Gewichtsverhältnis von 1,6 oder mehr zugegeben wurde, war das relevante Kabel auch bei dem Feuerwiderstandstest erfolgreich, der gemäß dem VW-1 der UL-Standards durchgeführt wurde.
Hitzebeständigkeit (Standards: EN60216-2)
Die Temperatur von jedem Kabel nach 20.000 Stunden mit einem Restlängungsgrad von 50% wurde gemäß der Arrhenius-Gleichung geschätzt und bei Erreichen der Temperatur von 120°C oder höher wurde das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft.
Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss (Standards: EN60811-1-4, Punkt: 8.5)
Bei einer Temperatur von –40°C wurde ein Gewicht von 200 g aus einer Höhe von 100 mm auf das Kabel fallen gelassen und bei Fehlen von Brüchen in der Ummantelung wurde das relevante Kabel als erfolgreich eingestuft.
In den Beispielen 1 bis 3 wurden gute Testergebnisse in Bezug auf alle physikalischen Eigenschaften (Längung, Dehnbarkeit, Restlängungsgrad nach Alterung und Restdehnbarkeit nach Alterung), Flammhemmung, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss erhalten.
Andererseits konnte in dem Vergleichsbeispiel 1, da das Verhältnis von Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher, das in dem Basisharz (B) enthalten war, zu gering ist, eine gewünschte Dehnbarkeit nicht erzielt werden.
In dem Vergleichsbeispiel 2 konnte, da das Verhältnis von Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger, das in dem Basisharz (B) enthalten war, zu gering ist, eine gewünschte Längung nicht erzielt werden und die Beständigkeit gegen Tieftemperatureinfluss wurde als schwach eingestuft.
In dem Vergleichsbeispiel 3 wurde, da der Gemischanteil von Metallhydroxid (A) zu gering war, die Flammhemmung als schwach eingestuft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001-155554 A [0003, 0003, 0005]

Claims

Ein isoliertes Kabel, bei dem ein Leiter mit einer Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau bedeckt ist, die eine innere Isolierharzschicht und eine äußere Isolierharzschicht einschließt, die an einem Außenumfang der inneren Isolierharzschicht bereitgestellt ist, wobei die innere Isolierharzschicht aus Isolierharz mit der gleichen Zusammensetzung wie die äußere Isolierharzschicht gebildet ist, wobei das Isolierharz ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5 enthält und ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 bis 0,2 bezogen auf das Basisharz (B) enthält, wobei das Basisharz (B) Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15 enthält, und wobei die Isolierharzschicht mit Zweischichtaufbau vernetzt ist.
Das isolierte Kabel nach Anspruch 1, wobei ein Trennmittel auf eine äußere Umfangsfläche der inneren Isolierharzschicht aufgebracht ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten Kabels, umfassend: einen ersten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens eines Umfangs eines Leiters mit dem Isolierharz zur Bildung einer inneren Isolierharzschicht; einen zweiten Schritt des Extrudierens von Isolierharz und Bedeckens eines Umfangs der inneren Isolierharzschicht mit dem Isolierharz zur Bildung einer äußeren Isolierharzschicht; und einen dritten Schritt des Vernetzens der gebildeten inneren und äußeren Isolierharzschicht, wobei die innere Isolierharzschicht aus Isolierharz mit der gleichen Zusammensetzung wie die äußere Isolierharzschicht gebildet ist, wobei das Isolierharz ein Metallhydroxid (A) und ein Basisharz (B) in einem Gewichtsverhältnis von (A)/(B) = 1,4 bis 2,5 enthält und ein Antioxidans (C) in einem Gewichtsverhältnis von 0,03 bis 0,2 bezogen auf das Basisharz (B) enthält, und wobei das Basisharz (B) Polyethylen sehr niedriger Dichte (D) mit einem Schmelzpunkt von 60°C oder niedriger und Polyethylen sehr niedriger Dichte (E) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder höher in einem Gewichtsverhältnis von (D)/(E) = 50/50 bis 85/15 enthält.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei, in dem ersten Schritt, das Trennmittel auf eine äußere Umfangsfläche der gebildeten inneren Isolierharzschicht aufgebracht wird.