DE202020101774U1 - Protective sheath for electrical cables - Google Patents

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Abstract

Schutzummantelung für elektrische Kabel (1), insbesondere Kabelbandagierungsband für Kabelbäume in Automobilen, mit einem Träger (2, 3), welcher ganz oder teilweise zumindest eine textile Trägerschicht (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) Kohlenstoff-Nanoröhrchen ganz oder teilweise aufweist.

Figure DE202020101774U1_0000
Protective sheathing for electrical cables (1), in particular cable banding tape for cable harnesses in automobiles, with a carrier (2, 3) which has, in whole or in part, at least one textile carrier layer (2), characterized in that the textile carrier layer (2) has carbon nanotubes fully or partially.
Figure DE202020101774U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzummantelung für elektrische Kabel, insbesondere ein Kabelbandagierungsband für Kabelbäume in Automobilen, mit einem Träger, welcher ganz oder teilweise zumindest eine textile Trägerschicht aufweist.The invention relates to a protective sheath for electrical cables, in particular a cable banding tape for cable harnesses in automobiles, with a carrier which has at least one textile carrier layer in whole or in part.

Schutzummantelungen für elektrische Kabel werden schon seit langem eingesetzt, um elektrische Kabel mechanisch zu schützen, wie dies beispielsweise in der US 2002/0098311 A1 beschrieben wird. Dazu kommt oftmals ein Träger zum Einsatz, welcher über mehrere Schichten verfügt. Die Schutzummantelung kann dabei entsprechend der Darstellung in der 6 im vorgenannten US-Dokument als gleichsam Längsumschlag oder Längsummantelung um die zu schützenden Kabel herumgelegt werden. Daneben ist aber auch eine Bandagierung dergestalt möglich, dass die Schutzummantelung schraubenwendelförmig um die zu bündelnden und zu schützenden Kabel herumgeführt wird (vergl. 5 und 6 in der US 2002/0098311 A1 ).Protective sheaths for electrical cables have long been used to mechanically protect electrical cables, as is the case, for example, in the US 2002/0098311 A1 is described. For this purpose, a carrier is often used, which has several layers. The protective casing can be according to the representation in the 6 in the aforementioned US document as a longitudinal envelope or longitudinal sheathing around the cables to be protected. In addition, a bandaging is also possible in such a way that the protective sheath is helically wrapped around the cables to be bundled and protected (cf. 5 and 6 in the US 2002/0098311 A1 ).

Zu diesem Zweck setzt sich der bekannte Träger aus zwei jeweils vernadelten Vliesschichten zusammen, die über eine zwischengeschaltete Klebeschicht miteinander verbunden sind.For this purpose, the known carrier is composed of two needled nonwoven layers, which are connected to one another via an interposed adhesive layer.

Einen vergleichbaren Trägeraufbau beschreibt die WO 2005/085379 A1 . In diesem Fall geht es insgesamt um ein hochabriebfestes und geräuschdämpfendes Band für die Bandagierung von Kabelbäumen insbesondere in Automobilen. Der Träger verfügt zu diesem Zweck über eine erste Deckschicht A, die mit einer zweiten Schicht C über die gesamte Fläche der Deckschicht A verbunden ist. Bei der Deckschicht A kann es sich um ein Velours, Gelege, Gewebe oder Gewirke handeln. Die Schicht C besteht aus einem porösen Flächengebilde wie einem Textil mit einer offenen, aber stabilen dreidimensionalen Struktur, aus einem Schaumstoff oder einer geschäumten Folie. Außerdem ist die Schicht C auf der offenen Seite mit einer zweiten Deckschicht B über die gesamte Fläche der Deckschicht B verbunden. Die Deckschicht B besteht aus einem Velours, Gelege, Gewebe oder Gewirke.The describes a comparable carrier structure WO 2005/085379 A1 . In this case, the overall issue is a highly abrasion-resistant and noise-damping tape for bandaging cable harnesses, particularly in automobiles. For this purpose, the carrier has a first cover layer A, which is connected to a second layer C over the entire surface of the cover layer A. The cover layer A can be a velor, scrim, woven or knitted fabric. Layer C consists of a porous fabric such as a textile with an open but stable three-dimensional structure, a foam or a foamed film. In addition, the layer C is connected on the open side to a second cover layer B over the entire surface of the cover layer B. The cover layer B consists of a velor, scrim, woven or knitted fabric.

Dadurch soll insbesondere eine Schutzfunktion gegenüber Scheuern, Reiben, Schleifen an scharfen Kanten und Graten für die hiermit ausgerüsteten elektrischen Kabel insbesondere in Automobilen zur Verfügung gestellt werden. Außerdem wird das Ziel eines hohen Abriebschutzes verfolgt. Dazu beträgt die Abriebfestigkeit des Trägers in der Regel zumindest 150 % der Summe der Abriebfestigkeit in der Einzellage.In particular, this is intended to provide a protective function against rubbing, rubbing, grinding on sharp edges and burrs for the electrical cables equipped with them, in particular in automobiles. The goal of high abrasion protection is also pursued. For this purpose, the wear resistance of the carrier is generally at least 150% of the sum of the wear resistance in the individual layer.

Die bekannten Schutzummantelungen sorgen also dafür, dass die auf diese Weise zusammengefassten und umhüllten elektrischen Kabel vor mechanischen Einwirkungen insbesondere im Motorraum oder allgemein in Automobilen beim bestimmungsgemäßen Betrieb geschützt werden. In neuerer Zeit kommen zu solchen mechanischen Schutzanforderungen neben der typischerweise für solche Schutzummantelung geforderten Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit (insbesondere gegenüber Benzin und Diesel) beim Einsatz in Automobilen weitere Anforderungen hinzu. Diese manifestieren sich namentlich bei insbesondere Hybrid- und Elektrofahrzeugen darin, dass aufgrund der in diesem Zusammenhang fließenden hohen Ströme von teilweise mehreren 100 A bei Spannungen im Bereich von bis zu 400 V und in Richtung 800 V starke magnetische Wechselfelder entstehen. Diese können nicht nur Störströme in der Bordelektronik induzieren, sondern prinzipiell auch eine mögliche Störquelle für den menschlichen Körper darstellen. Bisher gibt es an dieser Stelle weder einschlägige Normen noch belastbare Lösungen. Vielmehr wird versucht, über beispielsweise Abschirmbleche im Innern des Kraftfahrzeuges eine zumindest teilweise elektromagnetische Abschirmung zur Verfügung zu stellen, was jedoch insgesamt nicht ausreichend ist. Hier setzt die Erfindung ein.The known protective sheathing thus ensure that the electrical cables combined and sheathed in this way are protected against mechanical influences, in particular in the engine compartment or in general in automobiles, during normal operation. In recent times, mechanical protection requirements such as these, in addition to the temperature and chemical resistance typically required for such protective sheathing (in particular with respect to gasoline and diesel), have also been added when used in automobiles. These manifest themselves particularly in hybrid and electric vehicles in that strong alternating magnetic fields are generated due to the high currents of several 100 A flowing in this connection at voltages in the range of up to 400 V and in the direction of 800 V. These can not only induce interference currents in the on-board electronics, but in principle also represent a possible source of interference for the human body. So far there are no relevant standards or robust solutions at this point. Rather, attempts are being made to provide, for example, shielding plates in the interior of the motor vehicle, at least partially electromagnetic shielding, but this is not sufficient overall. This is where the invention comes in.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Schutzummantelung für elektrische Kabel so weiterzuentwickeln, dass eine wirksame Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung zur Verfügung gestellt wird.The invention is based on the technical problem of further developing such a protective sheath for electrical cables in such a way that effective shielding against electromagnetic radiation is made available.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Schutzummantelung vor, dass die textile Trägerschicht ganz oder teilweise Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufweist.To solve this technical problem, the invention proposes, in the case of a protective sheath of the generic type, that the textile backing layer has all or part of carbon nanotubes.

In der Regel liegen die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht allgemein in einer Konzentration von 0,01 Gew.-% bezogen auf die Masse des Trägers im Minimum vor. Maximal wird dagegen üblicherweise eine Grammatur von bis zu 30 Gew.-% der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht, bezogen auf die Masse des Trägers, beobachtet. Regelmäßig reicht jedoch schon eine deutlich geringere Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht aus, um eine wirksame Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung zur Verfügung zu stellen. Tatsächlich haben sich hier Grammaturen von im Maximum 10 Gew.-% bezogen auf die Masse des Trägers als günstig erwiesen. Grundsätzlich kann sogar mit einer Grammatur von lediglich 5 Gew.-% in der textilen Trägerschicht bezogen auf die Masse des Trägers gearbeitet werden. Die Untergrenze mag darüber hinaus bei ca. 0,01 Gew.-% der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht und erneut bezogen auf die Masse des Trägers angesiedelt sein.As a rule, the carbon nanotubes are generally present in the textile carrier layer in a minimum concentration of 0.01% by weight, based on the mass of the carrier. By contrast, a maximum of up to 30% by weight of the carbon nanotubes in the textile backing layer, based on the mass of the backing, is usually observed. However, a significantly lower concentration of the carbon nanotubes in the textile carrier layer is usually sufficient to provide effective shielding of the electromagnetic radiation. In fact, grammages of a maximum of 10% by weight based on the mass of the carrier have proven to be favorable. In principle, it is even possible to work with a grammage of only 5% by weight in the textile backing based on the mass of the backing. The lower limit may also be at about 0.01% by weight of the carbon nanotubes in the textile carrier layer and again based on the mass of the carrier.

Jedenfalls hat sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass bereits relativ geringe Konzentrationen der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht ausreichen, eine signifikante Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung zu erreichen. Tatsächlich werden an dieser Stelle Dämpfungen der elektromagnetischen Strahlung im Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis ca. 10 GHz beobachtet, die regelmäßig oberhalb von 5 dB, meistens mehr als 10 dB, vorzugsweise mehr als 20 dB und insbesondere 30 dB und mehr betragen. Der fragliche Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis ca. 10 GHz ist insofern relevant, als beispielsweise die Norm DIN EN 50147-1 96 an dieser Stelle hinsichtlich der Abschirmdämpfung einschlägig ist und die elektromagnetische Verträglichkeitsprüfung (EMV) hierauf basiert. Verwiesen sei in diesem Zusammenhang nur beispielhaft auf die DE 10 2017 112 603 A1 , welche sich mit einem Abschirmelement für elektrische oder elektronische Funktionselemente beschäftigt, wobei das fragliche Abschirmelement in Fahrzeugen zur Ableitung elektrischer Ladungen und/oder Dämpfung elektromagnetischer Felder gemäß der vorgenannten Norm eingesetzt wird. In any case, it has been found in the context of the invention that even relatively low concentrations of the carbon nanotubes in the textile carrier layer are sufficient to achieve a significant shielding of the electromagnetic radiation. In fact, attenuations of the electromagnetic radiation in the frequency range from approximately 100 MHz to approximately 10 GHz are observed at this point, which are regularly above 5 dB, mostly more than 10 dB, preferably more than 20 dB and in particular 30 dB and more. The frequency range in question from approx. 100 MHz to approx. 10 GHz is relevant insofar as, for example, the standard DIN EN 50147-1 96 is relevant here with regard to shielding attenuation and the electromagnetic compatibility test (EMC) is based on this. In this context, reference should only be made to the DE 10 2017 112 603 A1 , which deals with a shielding element for electrical or electronic functional elements, the shielding element in question being used in vehicles for discharging electrical charges and / or damping electromagnetic fields in accordance with the aforementioned standard.

Bei den in diesem Zusammenhang in die textile Trägerschicht eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen handelt es sich um Röhren bzw. Röhrchen, deren Durchmesser regelmäßig < 100 nm beträgt. Typischerweise werden an dieser Stelle Werte für den Durchmesser von wenigen Nanometer beobachtet. Der Begriff Nanoröhrchen deutet bereits daraufhin, dass die Länge der Röhrchen ihren Durchmesser übersteigt. Typisch sind hier Längen von einigen Mikrometern.In this context, the carbon nanotubes embedded in the textile backing layer are tubes or tubes, the diameter of which is regularly <100 nm. Typically, values for the diameter of a few nanometers are observed at this point. The term nanotubes already indicates that the length of the tubes exceeds their diameter. Lengths of a few micrometers are typical here.

Technisch können solche Kohlenstoff-Nanoröhrchen bzw. CNT (Carbon Nanotubes) mittels Laserabtrag von Graphit, Lichtbogenentladung zwischen Kohlenstoffelektroden oder aber über eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden. Dabei können die einzelnen Kohlenstoff-Nanoröhrchen ein- oder mehrwandig ausgebildet sein. Ihre Wände bestehen aus Kohlenstoff, wobei die Kohlenstoffatome eine wabenartige Struktur mit 6 Ecken einnehmen.Technically, such carbon nanotubes or CNTs (carbon nanotubes) can be produced by laser ablation of graphite, arc discharge between carbon electrodes or by chemical vapor deposition (CVD). The individual carbon nanotubes can be single or multi-walled. Their walls are made of carbon, the carbon atoms occupying a honeycomb structure with 6 corners.

Die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind überragend. Denn sie verfügen über eine Dichte von 1,3 bis 1,4 g/cm3 und besitzen eine Zugfestigkeit von 30 GPa bei einwandiger und bis zu 63 GPa bei mehrwandiger Ausführung. Demgegenüber verfügt Stahl über eine Dichte von rund 7,85 g/cm3 und ist mit einer maximalen Zugfestigkeit von 2 GPa ausgerüstet.The mechanical properties of carbon nanotubes are outstanding. Because they have a density of 1.3 to 1.4 g / cm 3 and have a tensile strength of 30 GPa with single-walled design and up to 63 GPa with multi-walled design. In contrast, steel has a density of around 7.85 g / cm 3 and is equipped with a maximum tensile strength of 2 GPa.

Aus diesem Grund hat es im Stand der Technik nach der EP 2 079 816 B1 bereits Ansätze gegeben, bei einem als Verpackungsklebeband eingesetzten Klebeband mit einem Träger zu arbeiten, welcher in zumindest einer seiner Trägerfolien Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufweist. Dadurch werden bei einem solchen Verpackungsklebeband in Längsrichtung hohe Modulwerte (z. B. als Spannung bei 10 % Dehnung) und Zugfestigkeiten beobachtet. Das heißt, die bekannte Lehre beschränkt sich darauf, ein Klebeband als Verpackungsklebeband mechanisch mit Hilfe der Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu ertüchtigen. Fragen der elektromagnetischen Verträglichkeit spielen demgegenüber keine Rolle.For this reason, it has been in the prior art according to the EP 2 079 816 B1 approaches have already been given to work with an adhesive tape used as packaging adhesive tape with a carrier which has carbon nanotubes in at least one of its carrier films. As a result, high modulus values (e.g. as tension at 10% elongation) and tensile strengths are observed in the longitudinal direction with such a packaging adhesive tape. This means that the known teaching is limited to mechanically strengthening an adhesive tape as packaging adhesive tape with the aid of the carbon nanotubes. In contrast, questions of electromagnetic compatibility play no role.

Die Erfindung stellt jedoch ausdrücklich auf eine Schutzummantelung für elektrische Kabel ab, die für eine signifikante elektromagnetische Abschirmung sorgt. Diese bemisst sich anhand der zuvor bereits angegebenen Dämpfungswerte im relevanten Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis 10 GHz. Insbesondere kommt diese Schutzummantelung als Kabelbandagierungsband für Kabelbäume in Automobilen zum Einsatz, und zwar bevorzugt in Automobilen mit Hybrid- oder Elektroantrieb.However, the invention expressly focuses on a protective sheathing for electrical cables, which provides significant electromagnetic shielding. This is measured on the basis of the damping values already specified in the relevant frequency range from approx. 100 MHz to 10 GHz. In particular, this protective sheathing is used as a cable banding tape for cable harnesses in automobiles, preferably in automobiles with a hybrid or electric drive.

Dabei geht die Erfindung zusätzlich von der Erkenntnis aus, dass derartige Schutzummantelungen im Regelfall mit einem Träger ausgerüstet sind, welcher ganz oder teilweise zumindest eine textile Trägerschicht aufweist. Denn diese textile Trägerschicht sorgt im beschriebenen Einsatzgebiet für verschiedene Vorteile. So lässt sich eine dermaßen ausgerüstete Schutzummantelung besonders einfach an die zu ummantelnden elektrischen Kabel anschmiegen. Außerdem kann mit Hilfe der textilen Trägerschicht bereits eine gewisse Geräuschdämpfung erzielt werden, weil die solchermaßen umwickelten elektrischen Kabel und insbesondere Kabelbäume in Automobilen ansonsten oftmals Klappergeräusche erzeugen. Schließlich sorgt die textile Trägerschicht bereits für die erforderliche mechanische Stabilität und insbesondere Abriebfestigkeit, wie dies im Rahmen der zuvor bereits gewürdigten WO 2005/085379 A1 im Detail beschrieben wird.The invention is also based on the knowledge that protective casings of this type are generally equipped with a backing which has, in whole or in part, at least one textile backing layer. Because this textile backing layer provides various advantages in the application area described. A protective sheath equipped in this way is particularly easy to nestle onto the electrical cables to be sheathed. In addition, a certain level of noise damping can already be achieved with the aid of the textile carrier layer, because the electrical cables wrapped in this way and in particular cable harnesses in automobiles otherwise often generate rattling noises. After all, the textile backing layer already provides the required mechanical stability and, in particular, resistance to abrasion, as was the case with the previously appreciated WO 2005/085379 A1 is described in detail.

Durch den erfindungsgemäß erfolgten Einbau der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in die textile Trägerschicht werden nun die zuvor bereits angesprochenen positiven Eigenschaften der textilen Trägerschicht im Zusammenhang mit der Realisierung einer Schutzummantelung noch dadurch gesteigert und aufgewertet, dass auf diese Weise die textile Trägerschicht zusätzlich eine Abschirmwirkung gegenüber elektromagnetischer Strahlung übernimmt. Dabei reichen bereits geringe Konzentrationen der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht von wenigen Gewichtsprozent aus, um eine signifikante Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung zu erreichen. Das führt insgesamt dazu, dass die positiven Eigenschaften der textilen Trägerschicht und folglich des hieraus aufgebauten Trägers bei der Verarbeitung als Schutzummantelung für elektrische Kabel praktisch nicht oder allenfalls geringfügig leiden. Das heißt, die Verarbeitung und auch die mechanischen Eigenschaften des solchermaßen modifizierten Trägers der Schutzummantelung sind so gestaltet, dass praktisch keine Abstriche hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Abriebfestigkeit, der Geräuschdämpfung oder auch des Schmiegeverhaltens beobachtet werden. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.The inventive incorporation of the carbon nanotubes into the textile backing layer now increases and enhances the positive properties of the textile backing layer already mentioned in connection with the implementation of a protective sheathing in that the textile backing layer additionally has a shielding effect against electromagnetic radiation takes over. Even small concentrations of the carbon nanotubes in the textile backing layer of a few percent by weight are sufficient to achieve a significant attenuation of the electromagnetic radiation. Overall, this leads to the fact that the positive properties of the textile backing layer and consequently of the backing constructed therefrom practically do not suffer, or at most only slightly, when processed as a protective sheath for electrical cables. The That is to say, the processing and also the mechanical properties of the carrier of the protective sheath modified in this way are designed in such a way that practically no compromises are observed with regard to the mechanical strength, the abrasion resistance, the noise damping or the nestling behavior. This is where the main advantages can be seen.

Die Kohlenstoff-Nanoröhrchen können in Pulverform vorliegen. Das ist insofern problemlos möglich, weil die Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit einem Durchmesser von weniger als 100 mm und einer Länge von lediglich einigen Mikrometern ohnehin eine pulverförmige Struktur aufweisen. Als Folge hiervon können die Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Pulver einen Bestandteil einer Verarbeitungsmasse zur Herstellung der textilen Trägerschicht darstellen. In diesem Fall setzt sich die Verarbeitungsmasse teilweise aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen und gegebenenfalls wenigstens einem Zusatz zusammen. Bei dem Zusatz in der Verarbeitungsmasse handelt es sich vorteilhaft um ein Polymergranulat.The carbon nanotubes can be in powder form. This is easily possible because the carbon nanotubes with a diameter of less than 100 mm and a length of only a few micrometers have a powdery structure anyway. As a result, the carbon nanotubes can form a powder as a component of a processing mass for the production of the textile carrier layer. In this case, the processing mass is partly composed of the carbon nanotubes and possibly at least one additive. The addition in the processing compound is advantageously a polymer granulate.

Grundsätzlich kann sich die Verarbeitungsmasse zur Herstellung der textilen Trägerschicht auch ganz bzw. vollständig aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen zusammensetzen. In diesem Fall ist ein zusätzliches Polymergranulat zur Vearbeitung nicht erforderlich. So oder so liegen die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Verarbeitungsmasse in der Regel in einer minimalen Konzentration von 0,01 Gew.-% und vorzugsweise zumindest von 1 Gew.-%, insbesondere von wenigstens 5 Gew.-% vor. Meistens wird sogar eine minmale Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Verarbeitungsmasse von 10 Gew.-% beobachtet. Die maximale Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Verarbeitungsmasse beträgt regelmäßig 100 Gew.-%.In principle, the processing composition for producing the textile backing layer can also be composed entirely or completely of the carbon nanotubes. In this case, an additional polymer granulate is not required for processing. Either way, the carbon nanotubes are usually present in the processing composition in a minimum concentration of 0.01% by weight and preferably at least 1% by weight, in particular at least 5% by weight. In most cases, a minimal concentration of the carbon nanotubes in the processing mass of 10% by weight is observed. The maximum concentration of the carbon nanotubes in the processing mass is regularly 100% by weight.

Bei der Verarbeitungsmasse handelt es sich vorteilhaft um eine Extrusionsmasse zur Herstellung textiler Kohlenstofffasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen und/oder textiler Kompositfasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie dem Zusatz. Das heißt, wenn sich die Verarbeitungsmasse vollständig aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen (zu 100 Gew.-%) zusammensetzt, werden bei Realisierung einer Extrusionsmasse die textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt und extrudiert. Das ist grundsätzlich möglich. Daneben kann die Verarbeitungsmasse aber auch die Kohlenstoff-Nanoröhrchen und beispielsweise das Polymergranulat als Zusatz aufweisen. In diesem Fall dient eine entsprechende Extrusionsmasse zur Herstellung textiler Fasern dazu, textile Kompositfasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie dem Zusatz zu produzieren. Dabei können sowohl die Kohlenstofffasern als auch die Kompositfasern sowohl mit endlicher Länge als auch als Endlosfilamente hergestellt werden.The processing composition is advantageously an extrusion composition for producing textile carbon fibers or threads from the carbon nanotubes and / or textile composite fibers or threads from the carbon nanotubes and the additive. This means that if the processing mass is composed entirely of the carbon nanotubes (100% by weight), the textile carbon fibers or filaments are produced and extruded from the carbon nanotubes when an extrusion mass is realized. This is basically possible. In addition, the processing mass can also have the carbon nanotubes and, for example, the polymer granules as additives. In this case, an appropriate extrusion mass for the production of textile fibers serves to produce textile composite fibers or threads from the carbon nanotubes and the additive. Both the carbon fibers and the composite fibers can be produced both with a finite length and as continuous filaments.

Mithilfe dieser Kohlenstofffasern oder Kohlenstofffäden bzw. Kompositfasern oder Kompositfäden lassen sich folglich sämtliche textilen Trägerschichten beispielsweise aus einem Gewebe, einem Vlies, einem Gewirk, einem Gelege, einem Velours einzeln oder in Kombination herstellen bzw. besteht die textile Trägerschicht hieraus. Das heißt, im Rahmen dieser Variante bilden die textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder die Kompositfasern bzw. -fäden ganz oder teilweise eine solche textile Trägerschicht.With the aid of these carbon fibers or carbon threads or composite fibers or composite threads, all textile backing layers can consequently be produced individually or in combination, for example from a woven fabric, a fleece, a knitted fabric, a scrim, or a velor, or the textile backing layer consists of these. This means that in the context of this variant, the textile carbon fibers or threads and / or the composite fibers or threads form such a textile carrier layer in whole or in part.

In diesem Zusammenhang kann im Detail so vorgegangen werden, dass die textile Trägerschicht aus einem Nähvlies besteht. Dabei mag der Vliesträger aus Kunststofffasern, insbesondere PET-Fasern hergestellt sein, die keine eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufweisen, so dass auf einen herkömmlichen Herstellprozess zurückgegriffen werden kann. Demgegenüber werden die Nähfäden, mit deren Hilfe der Vliesträger bei dem Nähvlies übernäht wird, aus den textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden bzw. den Kompositfasern bzw. -fäden der Kompositfäden produziert. Auf diese Weise lässt sich ein besonders einfaches und herkömmlich funktionierendes Herstellungsverfahren realisieren und umsetzen.In this connection, the procedure can be followed in detail so that the textile backing layer consists of a sewing fleece. The nonwoven backing may be made of plastic fibers, in particular PET fibers, which have no embedded carbon nanotubes, so that a conventional manufacturing process can be used. In contrast, the sewing threads, with the aid of which the nonwoven carrier is sewn over with the sewing fleece, are produced from the textile carbon fibers or threads or the composite fibers or threads of the composite threads. In this way, a particularly simple and conventionally functioning manufacturing process can be implemented and implemented.

Alternativ hierzu kann die textile Trägerschicht aber auch aus einem Gewebe bestehen, wobei die Schussfäden ganz oder teilweise aus den Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind. Das heißt, in diesem Fall werden die Kettfäden herkömmlich aus Kunstofffasern ohne eingelagerte Kohlenstoff-Nanoröhrchen produziert, wohingegen für die Schussfäden ganz oder teilweise Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang kann weitergehend so vorgegangen werden, dass die Schussfäden dicker als die Kettfäden ausgebildet sind.As an alternative to this, the textile backing layer can also consist of a woven fabric, the weft threads being made wholly or partly of the carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads. This means that in this case the warp threads are conventionally produced from synthetic fibers without embedded carbon nanotubes, whereas carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads are used in whole or in part for the weft threads. In this context, it can be further proceeded that the weft threads are thicker than the warp threads.

Auf diese Weise lässt sich die Schutzummantelung besonders abriebfest gestalten, weil die Abriebfestigkeit der Schutzummantelung primär durch die Schussfäden vorgegeben und bestimmt wird. Außerdem können die im Vergleich zu den Kettfäden dickeren Schussfäden problemlos die für die elektromagnetische Abschirmwirkung erforderlichen Kunststoff-Nanoröhrchen in ihrem Innern aufweisen. Tatsächlich lässt sich das Gewebe beispielsweise so auslegen, dass die Fadenstärke der Kettfäden zwischen 20 dtex und 100 dtex beträgt. Die Fadenstärke der Schussfäden mag demgegenüber zwischen 150 dtex bis 400 dtex oder sogar noch mehr angesiedelt sein. Außerdem kann die Anzahl der Kettfäden zwischen 20 Stück pro cm und 50 Stück pro cm vorgegeben werden. Die Anzahl der Schussfäden mag vergleichbar ausgelegt werden. Auf diese Weise beobachtet man ein Flächengewicht des Gewebes, welches zwischen ca. 50 g/m2 bis 300 g/m2 angesiedelt ist.In this way, the protective sheath can be made particularly abrasion-resistant because the abrasion resistance of the protective sheath is primarily determined and determined by the weft threads. In addition, the weft threads, which are thicker than the warp threads, can easily have the plastic nanotubes required for the electromagnetic shielding effect in their interior. In fact, the fabric can, for example, be designed so that the thread thickness of the warp threads is between 20 dtex and 100 dtex. In contrast, the thread size of the weft threads may be between 150 dtex to 400 dtex or even more. In addition, the number of warp threads can be specified between 20 pieces per cm and 50 pieces per cm. The number of weft threads may seem are designed to be comparable. In this way, a basis weight of the fabric is observed, which is between about 50 g / m 2 to 300 g / m 2 .

Außerdem lassen sich hierdurch Abriebbeständigkeiten nach der Norm LV 312 (Stand 2009/10) wenigstens der Klasse B bzw. C erreichen (wenn ein solches Gewebe zusätzlich noch mit einer Klebebeschichtung ausgerüstet wird). Die erfindungsgemäße Möglichkeit, die Schussfäden dicker als die Kettfäden auszubilden, erhöht folglich nicht nur die Abriebbeständigkeit, sondern erleichtert insgesamt auch die Herstellung, weil primär die Schussfäden mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet werden, wohingegen die übrigen Gewebebestandteile herkömmlich hergestellt und verarbeitet werden können. Grundsätzlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die textile Trägerschicht aus einem Gewebe besteht, wobei die Kettfäden ganz oder teilweise aus den Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind. In diesem Fall mag es sich bei den Schussfäden um solche aus herkömmlichen Kunststofffasern bzw. -fäden handeln. Daneben lassen sich selbstverständlich auch Mischformen realisieren und umsetzen, bei denen die Kett- und Schussfäden ganz oder teilweise aus den textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind.In addition, resistance to abrasion according to the LV 312 standard (as of 2009/10) can be achieved at least in class B or C (if such a fabric is additionally equipped with an adhesive coating). The possibility according to the invention of making the weft threads thicker than the warp threads consequently not only increases the abrasion resistance, but also simplifies the manufacture overall, because primarily the weft threads are equipped with the embedded carbon nanotubes, whereas the other fabric components can be manufactured and processed conventionally. In principle, of course, there is also the possibility that the textile carrier layer consists of a woven fabric, the warp threads being made wholly or partly of the carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads. In this case, the weft threads may be those made of conventional plastic fibers or threads. In addition, mixed forms can of course also be implemented and implemented in which the warp and weft threads are made wholly or partly from the textile carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads.

Neben der zuvor bereits angesprochenen Möglichkeit, die Verarbeitungsmasse als Extrusionsmasse zur Herstellung der textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen und/oder der textilen Kompositfasern bzw. - fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie dem Zusatz auszulegen, schlägt die Erfindung als weitere Option ergänzend oder alternativ vor, dass eine Auftragslösung und/oder Auftragsdispersion mit den darin dispergierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen für beispielsweise einen Strichauftrag auf die textile Trägerschicht zum Einsatz kommt. In diesem Zusammenhang sind die Kohlenstoff-Nanoröhrchen vorteilhaft in einer solchen Auftragslösung in einer Konzentration von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-% dispergiert. Die Lösung kann dann als Auftragslösung und/oder Auftragsdispersion im Zusammenhang mit beispielsweise dem zuvor bereits angesprochenen Strichauftrag auf die textile Trägerschicht aufgebracht werden. In diesem Fall ist es sogar denkbar, dass die textile Trägerschicht herkömmlich hergestellt wird, also die Kohlenstoff-Nanoröhrchen nur insofern aufweist, als diese über die Auftragslösung und/oder Auftragsdispersion auf die textile Trägerschicht aufgebracht werden.In addition to the previously mentioned possibility of designing the processing mass as an extrusion mass for producing the textile carbon fibers or threads from the carbon nanotubes and / or the textile composite fibers or threads from the carbon nanotubes and the additive, the invention proposes further Option additionally or alternatively, that an application solution and / or application dispersion with the carbon nanotubes dispersed therein is used for, for example, a line application on the textile carrier layer. In this connection, the carbon nanotubes are advantageously dispersed in such an application solution in a concentration of 0.01% by weight to 30% by weight. The solution can then be applied to the textile backing layer as an application solution and / or application dispersion in connection with, for example, the previously mentioned line application. In this case, it is even conceivable that the textile carrier layer is produced conventionally, that is to say has the carbon nanotubes only to the extent that they are applied to the textile carrier layer via the application solution and / or application dispersion.

Der zuvor beschriebene Strichauftrag kann beispielsweise im Sinne eines Rakelauftrages aufgebracht werden und stellt eine besonders einfache und leicht umzusetzende Möglichkeit dar, den Träger der erfindungsgemäßen Schutzummantelung elektromagnetisch abschirmend auszulegen. Selbstverständlich kann die Auftragslösung bzw. Auftragsdispersion anstelle über einen Strichauftrag auch anderweitig auf die textile Trägerschicht aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen, Aufrollen, durch einen Walzenauftrag usw. Grundsätzlich kann die Auftragslösung anstelle auf die textile Trägerschicht aber auch ganz generell auf den Träger aufgebracht werden, und zwar beispielsweise für den Fall, dass der Träger neben der textilen Trägerschicht eine oder mehrere weitere Schichten aufweist, beispielsweise eine Schaumstoffschicht oder auch eine Folienbeschichtung.The previously described line application can be applied, for example, in the sense of a doctor blade application and represents a particularly simple and easy-to-implement option for designing the carrier of the protective sheath according to the invention to be electromagnetically shielded. Of course, the application solution or application dispersion can also be applied to the textile backing layer in some other way, for example by spraying, rolling up, by roller application, etc. Basically, the application solution can also be applied to the backing instead of the textile backing layer in general, for example in the event that the backing has one or more additional layers in addition to the textile backing layer, for example a foam layer or a film coating.

Dabei wird meistens so vorgegangen, dass die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einer Konzentration von 0,1 Gew.-% bis max. 30 Gew.-% in der Auftragslösung bzw. Auftragsdispersion dispergiert sind. Als mögliche Lösungsmittel kommen neben grundsätzlich Wasser typischerweise organische Lösungsmittel wie Alkohole und insbesondere Ethanol, Propanol, Ethylenglykol usw. zum Einsatz. Ebenso Toluol oder beispielsweise Ethylacetat.The procedure is usually such that the carbon nanotubes in a concentration of 0.1 wt .-% to max. 30% by weight are dispersed in the application solution or application dispersion. In addition to water, organic solvents such as alcohols and in particular ethanol, propanol, ethylene glycol etc. are typically used as possible solvents. Likewise toluene or, for example, ethyl acetate.

Eine weitere Alternative oder zusätzliche Möglichkeit besteht darin, dass die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in Pulverform zusammen mit einem Polymergranulat eine Verarbeitungsmasse bilden, die als Extrusionsmasse zur Herstellung von zumindest einer zusätzlichen Folienschicht und/oder Schaumstoffschicht des Trägers dient. Das heißt, diese Folienschicht bzw. Schaumstoffschicht kommt ergänzend zu der obligatorischen textilen Trägerschicht zum Einsatz. Das bedeutet im konkreten Fall, dass nicht nur die textile Trägerschicht mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet ist, sondern zusätzlich auch die Folienschicht bzw. Schaumstoffschicht. Dadurch kann eine besonders wirksame elektromagnetische Abschirmung realisiert werden. Außerdem besteht hierdurch die Möglichkeit, grundsätzlich die Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einerseits der textilen Trägerschicht und andererseits der Folienschicht bzw. Schaumstoffschicht besonders niedrig einzustellen, weil beide Schichten im Rahmen dieser Variante kumulativ für die gewünschte elektromagnetische Abschirmung sorgen.A further alternative or additional possibility is that the carbon nanotubes in powder form, together with a polymer granulate, form a processing mass which serves as an extrusion mass for the production of at least one additional film layer and / or foam layer of the carrier. This means that this film layer or foam layer is used in addition to the obligatory textile backing layer. In the specific case, this means that not only the textile carrier layer is equipped with the embedded carbon nanotubes, but also the film layer or foam layer. This enables a particularly effective electromagnetic shielding to be implemented. In addition, this makes it possible, in principle, to set the concentration of the carbon nanotubes in the textile carrier layer on the one hand and the film layer or foam layer on the other hand to be particularly low, because in this variant both layers cumulatively provide the desired electromagnetic shielding.

Bei dem Polymergranulat kann es sich um Polyethylengranulat, Polypropylengranulat, PET-Granulat, Polyamidgranulat, PUR-Granulat oder allgemein ein Granulat eines thermoplastischen Kunststoffes handeln, welches nach Einbringen der Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Compound in einem Extruder aufgeschmolzen und im Beispielfall zu einer Folienschicht extrudiert wird. Grundsätzlich kann das fragliche Compound auch zur Schaumstoffschicht aufgeschäumt werden. Die fragliche Folienschicht bzw. Schaumstoffschicht lässt sich in teilweise noch im aufgeschmolzenem Zustand mit der textilen Trägerschicht zu dem Träger verbinden. Grundsätzlich kann die Verbindung auch über eine zwischengeschaltete Klebeschicht erfolgen. Dabei finden sich die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in dem fraglichen Polymergranulat erneut in einer Konzentration von ca. 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%.The polymer granules can be polyethylene granules, polypropylene granules, PET granules, polyamide granules, PUR granules or generally granules of a thermoplastic which, after the carbon nanotubes have been introduced, are melted as a compound in an extruder and, in the example, are extruded into a film layer . In principle, the compound in question can also be foamed into a foam layer. The film layer or foam layer in question can be connected to the carrier, partly in the molten state, with the textile carrier layer. Basically the connection can also be made via an interposed adhesive layer. The carbon nanotubes are again found in the polymer granules in question in a concentration of approximately 0.01% by weight to 30% by weight.

Es hat sich bewährt, wenn der Träger insgesamt als Mehrschichtträger ausgebildet ist. Tatsächlich verfügt der Mehrschichtträger neben der zumindest einen textilen Trägerschicht zusätzlich über wenigstens eine Folienschicht und/oder eine Schaumstoffschicht. Darüber hinaus kann der Träger auch mit einer zumindest teilflächigen Klebebeschichtung ausgerüstet werden, um seine Anbringung an den zu umhüllenden elektrischen Kabeln zu verbessern. Selbstverständlich sind auch andere Anbringungsmaßnahmen der Schutzummantelung denkbar, beispielsweise derart, dass die Schutzummantelung mit Hilfe zusätzlicher Fixiermaßnahmen in ummanteltem Zustand an den elektrischen Kabeln gehalten wird.It has proven effective if the carrier is designed as a multi-layer carrier. In fact, in addition to the at least one textile carrier layer, the multilayer carrier additionally has at least one film layer and / or a foam layer. In addition, the carrier can also be equipped with an at least partial adhesive coating in order to improve its attachment to the electrical cables to be covered. Of course, other attachment measures of the protective sheath are also conceivable, for example in such a way that the protective sheath is held in a sheathed state on the electrical cables with the aid of additional fixing measures.

Die Erfindung umfasst dabei ausdrücklich auch Varianten, die vergleichbar der WO 2005/085379 A1 aufgebaut sind. Das heißt, der Träger kann beispielsweise aus zwei durch eine Klebeverbindungschicht miteinander gekoppelten Geweben aufgebaut sein. Dabei reicht es für die gewünschte elektromagnetische Abschirmung aus, wenn lediglich eines dieser Gewebe des Trägers mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet ist. Hierdurch lassen sich Abriebfestigkeiten vergleichbar denjenigen realisieren und umsetzen, die in der LV 312 bzw. in der in WO 2005/085379 A1 angegebenen ISO 6722 angesprochen werden.The invention expressly includes variants that are comparable to the WO 2005/085379 A1 are set up. This means that the carrier can be constructed, for example, from two fabrics coupled to one another by an adhesive connection layer. It is sufficient for the desired electromagnetic shielding if only one of these tissues of the carrier is equipped with the embedded carbon nanotubes. In this way, abrasion resistance can be realized and implemented comparable to that in LV 312 or in WO 2005/085379 A1 specified ISO 6722 be addressed.

Daneben umfasst die Erfindung selbstverständlich Aufbauten des Trägers, bei dem die textile Trägerschicht aus einem Gewebe in Verbindung mit einem Vlies, aus zwei Vliesträgern, einem Gewebe plus Schaumstoffschicht usw. mit oder ohne zusätzliche Folienschicht aufgebaut ist. In diesen sämtlichen Fällen kann auf herkömmliche Herstellungsverfahren zurückgegriffen werden, so dass einerseits die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht werden und andererseits die solchermaßen umgesetzte Schutzummantelung eine besondere Wirkung hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Abschirmung zur Verfügung stellt. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.In addition, the invention naturally includes structures of the backing, in which the textile backing layer is constructed from a fabric in connection with a fleece, from two fleece backings, a fabric plus foam layer, etc., with or without an additional film layer. In all of these cases, conventional manufacturing methods can be used, so that on the one hand the desired mechanical properties are achieved and on the other hand the protective covering implemented in this way provides a special effect with regard to its electromagnetic shielding. This is where the main advantages can be seen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

  • 1 die erfindungsgemäß eingesetzte Schutzummantelung schematisch im Längsschnitt,
  • 2A und 2B die Schutzummantelung im Zusammenhang mit der Umhüllung und Bündelung von Kabeln sowie
  • 3 die erreichte Dämpfung in Bezug auf elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich zwischen 100 MHz und 10 GHz.
The invention is explained in more detail below on the basis of a drawing illustrating only one exemplary embodiment; show it:
  • 1 the protective jacket used according to the invention schematically in longitudinal section,
  • 2A and 2 B the protective sheath in connection with the wrapping and bundling of cables as well
  • 3rd the attenuation achieved in relation to electromagnetic radiation in the frequency range between 100 MHz and 10 GHz.

In den Figuren ist eine Schutzummantelung für elektrische Kabel 1 dargestellt. Bei den elektrischen Kabeln 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um Kabel 1 als Bestandteile von Kabelbäumen in Automobilen. Dabei kann die Schutzummantelung um die fraglichen Kabel 1 als Längsummantelung entsprechend der Darstellung in der 2B um die Kabel 1 in Längsrichtung geschlagen werden. Alternativ hierzu kann die Schutzummantelung aber auch in Gestalt eines Kabelbandagierungsbandes wendelförmig um die fraglichen Kabel 1 geschlungen werden, wie dies die 2A darstellt.In the figures there is a protective sheath for electrical cables 1 shown. With the electrical cables 1 it is in the exemplary embodiment and not restrictively to cables 1 as components of wire harnesses in automobiles. The protective sheath around the cables in question can be used 1 as a longitudinal sheathing as shown in the 2 B around the cables 1 be beaten lengthways. As an alternative to this, the protective sheath can also be helical around the cables in question in the form of a cable banding band 1 be looped like this 2A represents.

Zu diesem Zweck verfügt die Schutzummantelung ausweislich der Schnittdarstellung in der 1 über einen Träger 2, 3, der nach dem Ausführungsbeispiel als Mehrschichtträger ausgebildet ist. Tatsächlich weist der Träger 2, 3 ganz oder teilweise zumindest eine textile Trägerschicht 2 auf. Bei der textilen Trägerschicht 2 handelt es sich um ein Gewebe, welches aus in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden 2a und quer hierzu verlaufenden Schussfäden 2b aufgebaut ist.For this purpose, the protective sheathing is shown in the sectional view in the 1 about a carrier 2nd , 3rd , which is designed according to the embodiment as a multilayer substrate. In fact, the wearer points 2nd , 3rd all or part of at least one textile backing layer 2nd on. With the textile backing 2nd it is a fabric made of longitudinal warp threads 2a and weft threads running transversely to it 2 B is constructed.

Neben der textilen Trägerschicht 2 ist nach dem Ausführungsbeispiel noch eine Folienschicht 3 realisiert. Darüber hinaus erkennt man in der Schnittdarstellung nach der 1 zusätzlich noch eine Klebebeschichtung 4, die vollflächig oder teilflächig auf die Folienschicht 3 aufgebracht ist.In addition to the textile backing 2nd is still a film layer according to the embodiment 3rd realized. In addition, you can see in the sectional view after the 1 additionally an adhesive coating 4th , the full or partial area on the film layer 3rd is applied.

Bei der textilen Trägerschicht 2 kann es sich grundsätzlich auch um eine nicht dargestellte Schicht aus einem Vlies, einem Gewirke, einem Gelege oder auch einem Velours einzeln oder in Kombinationen handeln. Auch die Kombination zweier miteinander verbundener Gewebe als textile Trägerschicht 2 ist ebenso wie beispielsweise die Kombination Gewebe/Vlies, Vlies/Vlies usw. denkbar. Auch ein Nähvlies ist an dieser Stelle selbstverständlich möglich.With the textile backing 2nd can in principle also be a layer (not shown) made of a nonwoven, a knitted fabric, a scrim or also a velor, individually or in combinations. Also the combination of two interconnected fabrics as a textile carrier layer 2nd is just as conceivable as the combination of fabric / fleece, fleece / fleece, etc. A sewing fleece is of course also possible at this point.

Im Rahmen der Erfindung ist die textile Trägerschicht 2 mit eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet, und zwar in einer Konzentration von in der Regel mehr als 0,01 Gew.-%. Im Maximum beträgt die Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht 2 30 Gew.-%. Meistens sind deutlich geringere Konzentrationen ausreichend, um die erfindungsgemäß besonders zu realisierende und gewünschte elektromagnetische Abschirmwirkung der Schutzummantelung zur Verfügung zu stellen.Within the scope of the invention is the textile backing layer 2nd equipped with embedded carbon nanotubes, in a concentration of usually more than 0.01 wt .-%. The maximum concentration of carbon nanotubes in the textile backing is 2nd 30th % By weight. In most cases, significantly lower concentrations are sufficient to achieve the invention to provide the electromagnetic shielding of the protective sheath that is particularly to be implemented and desired.

Die Kohlenstoff-Nanoröhrchen liegen im Ausführungsbeispiel in Pulverform vor und stellen einen Bestandteil einer Verarbeitungsmasse dar. Bei der Verarbeitungsmasse handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Extrusionsmasse, mit deren Hilfe textile Kunststofffasern hergestellt werden, die wiederum zu Kunststofffäden und damit den Kettfäden 2a bzw. Schussfäden 2b verarbeitet werden. Erfindungsgemäß können die Kohlenstoff-Nanoröhrchen ganz oder teilweise in den Kettfäden 2a vorhanden sein. Ebenso ist es möglich, dass die Schussfäden 2b darin befindliche Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufweisen.In the exemplary embodiment, the carbon nanotubes are in powder form and constitute a component of a processing compound. In the exemplary embodiment, the processing compound is an extrusion compound, with the aid of which textile plastic fibers are produced, which in turn form plastic threads and thus the warp threads 2a or weft threads 2 B are processed. According to the invention, the carbon nanotubes can be wholly or partly in the warp threads 2a to be available. It is also possible that the weft threads 2 B have carbon nanotubes located therein.

Nach dem Ausführungsbeispiel verfügen die Kettfäden 2a und die Schussfäden 2b über eine gleiche Fadenfeinheit. Im Rahmen einer bevorzugten Variante sind die Schussfäden 2b jedoch deutlich dicker als die Kettfäden 2a ausgerüstet, mögen in der Regel über wenigstens die doppelte Feinheit der Kettfäden 2a verfügen. Außerdem ist die Auslegung so getroffen, dass lediglich die Schussfäden 2b ganz oder teilweise mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet sind.According to the embodiment, the warp threads have 2a and the weft threads 2 B over the same thread count. In the context of a preferred variant, the weft threads are 2 B however significantly thicker than the warp threads 2a equipped, like about at least twice the fineness of the warp threads 2a feature. In addition, the design is such that only the weft threads 2 B fully or partially equipped with the embedded carbon nanotubes.

Grundsätzlich könne die Kohlenstoff-Nanoröhrchen aber auch in einer Auftragslösung dispergiert werden. Diese Auftragslösung kann beispielsweise in einem Strichauftrag auf die textile Trägerschicht 2 aufgebracht werden, was vorliegend nicht wiedergegeben ist. Neben der textilen Trägerschicht 2 kann prinzipiell auch die Folienschicht 3 zusätzlich mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet werden. Auch in diesem Fall beträgt die Grammatur der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Folienschicht 3 zwischen 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%.In principle, the carbon nanotubes can also be dispersed in an application solution. This application solution can be applied, for example, in one coat to the textile backing layer 2nd be applied, which is not shown here. In addition to the textile backing 2nd can in principle also the film layer 3rd can also be equipped with the embedded carbon nanotubes. In this case too, the grammage of the carbon nanotubes in the film layer is 3rd between 0.01 wt% to 30 wt%.

Anhand der 3 kann man nun den erreichten Effekt hinsichtlich der Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Strahlen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schutzummantelung nachvollziehen. Tatsächlich ist in der Fig: 3 die Abschirmwirkung der textilen Trägerschicht 2 alleine dargestellt. Bei der textilen Trägerschicht 2 handelt es sich vorliegend um ein Gewebe mit einem Flächengewicht von 150 g/m2. Im betrachteten Beispielfall verfügt das Gewebe des vorgenannten Flächengewichtes über Kettfäden 2a und Schussfäden 2b jeweils gleicher Feinheit. Die Fäden 2a, 2b sind dabei jeweils mit den eingelagerten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausgerüstet. Die Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der betrachteten textilen Trägerschicht 2 wurde dabei variiert. Tatsächlich beziehen sich die einzelnen Gewichtsangaben für die unterschiedlichen und betrachteten Beispielsfälle jeweils auf die Masse der Trägerschicht 2.Based on 3rd you can now understand the effect achieved with regard to shielding against electromagnetic radiation with the help of the protective sheath according to the invention. The shielding effect of the textile carrier layer is in fact in FIG. 3 2nd shown alone. With the textile backing 2nd it is a fabric with a weight per unit area of 150 g / m 2 . In the example under consideration, the fabric of the aforementioned basis weight has warp threads 2a and weft threads 2 B each with the same fineness. The strings 2a , 2 B are each equipped with the embedded carbon nanotubes. The concentration of the carbon nanotubes in the considered textile carrier layer 2nd was varied. In fact, the individual weight specifications for the different and considered example cases each relate to the mass of the carrier layer 2nd .

Die drei unterschiedlich wiedergegebenen Kurven betreffen durchgezogen ein Gewebe des Flächengewichtes von 150 g/m2, bei dem die Grammatur bzw. Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen 4,1 Gew.-% beträgt. Die weitere und gestrichelte Variante ist erneut mit dem Flächengewicht von 150 g/m2 ausgerüstet und verfügt über eine Grammatur der Kohlenstoff-Nanoröhrchen von 7,5 Gew.-%. Die ebenfalls noch und schließlich wiedergegebene dritte strichpunktierte Kurve betrifft erneut die textile Trägerschicht 2 mit dem Flächengewicht von 150 g/m2 und in diesem Fall ein Gewebe, welches mit einer Grammatur bzw. Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen von 10,5 Gew.- % ausgerüstet ist.The three differently represented curves relate to a woven fabric with a basis weight of 150 g / m 2 , in which the grammage or concentration of the carbon nanotubes is 4.1% by weight. The further and dashed variant is again equipped with a weight per unit area of 150 g / m 2 and has a grammage of the carbon nanotubes of 7.5% by weight. The third dash-dotted curve, also still and finally reproduced, again relates to the textile backing layer 2nd with the basis weight of 150 g / m 2 and in this case a fabric which is equipped with a grammage or concentration of the carbon nanotubes of 10.5% by weight.

Man erkennt, dass selbst bei der geringsten Konzentration von 4,1 Gew.-% an Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht 2 eine Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung im relevanten Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis ca. 10 GHz von durchweg mehr als 30 dB erreicht wird. Diese Dämpfung kann mit erhöhter Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen im dritten Beispielfall mit 10,5 Gew.-% auf Werte von nahezu 50 dB oder sogar noch mehr gesteigert werden. Es wird also deutlich, dass mit zunehmender Konzentration der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der textilen Trägerschicht 2 die Dämpfungswirkung gegenüber elektromagnetischer Strahlung im betrachteten Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 GHz ansteigt.It can be seen that even at the lowest concentration of 4.1% by weight of carbon nanotubes in the textile carrier layer 2nd Attenuation of electromagnetic radiation in the relevant frequency range from approx. 100 MHz to approx. 10 GHz of consistently more than 30 dB is achieved. In the third example, this attenuation can be increased by 10.5% by weight to values of almost 50 dB or even more with increased concentration of the carbon nanotubes. It is therefore clear that with increasing concentration of the carbon nanotubes in the textile carrier layer 2nd the damping effect against electromagnetic radiation increases in the frequency range under consideration from 100 Hz to 10 GHz.

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Claims (15)

Schutzummantelung für elektrische Kabel (1), insbesondere Kabelbandagierungsband für Kabelbäume in Automobilen, mit einem Träger (2, 3), welcher ganz oder teilweise zumindest eine textile Trägerschicht (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) Kohlenstoff-Nanoröhrchen ganz oder teilweise aufweist.Protective sheathing for electrical cables (1), in particular cable banding tape for cable harnesses in automobiles, with a carrier (2, 3) which has, in whole or in part, at least one textile carrier layer (2), characterized in that the textile carrier layer (2) has carbon nanotubes fully or partially. Schutzummantelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einer Konzentration von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Masse des Trägers (2, 3), vorhanden sind.Protective sheath after Claim 1 , characterized in that the carbon nanotubes in a concentration of 0.01 wt .-% to 30 wt .-%, preferably 0.01 wt .-% to 10 wt .-% and very particularly preferably from 0.01 wt .-% to 5 wt .-%, each based on the mass of the carrier (2, 3), are present. Schutzummantelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungsmasse zur Herstellung der textilen Trägerschicht (2) vorgesehen ist, wobei sich die Verarbeitungsmasse ganz oder teilweise aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen und gegebenenfalls wenigstens einem Zusatz zusam m ensetzt.Protective sheath after Claim 1 or 2nd , characterized in that a processing mass is provided for producing the textile backing layer (2), the processing mass being composed wholly or partly of the carbon nanotubes and, if appropriate, at least one additive. Schutzummantelung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Verarbeitungsmasse in einer minimalen Konzentration von 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von zumindest 1 Gew.-%, wenigstens von 5 Gew.-% und insbesondere von 10 Gew.-% sowie einer maximalen Konzentration von 100 Gew.-% vorliegen.Protective sheath after Claim 3 , characterized in that the carbon nanotubes in the processing mass in a minimum concentration of 0.01 wt .-%, preferably at least 1 wt .-%, at least 5 wt .-% and in particular 10 wt .-% and a maximum concentration of 100 wt .-% are present. Schutzummantelung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zusatz in der Verarbeitungsmasse um ein Polymergranulat handelt.Protective sheath after Claim 3 or 4th , characterized in that the addition in the processing mass is a polymer granulate. Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmasse als Extrusionsmasse zur Herstellung textiler Kohlenstofffasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen und/oder textiler Kompositfasern bzw. -fäden aus den Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie ggf. dem Zusatz ausgebildet ist.Protective jacket according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the processing mass is designed as an extrusion mass for the production of textile carbon fibers or filaments from the carbon nanotubes and / or textile composite fibers or filaments from the carbon nanotubes and optionally the addition. Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden ganz oder teilweise die textile Trägerschicht (2) bilden.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the textile carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads form all or part of the textile carrier layer (2). Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) aus einem Gewebe, einem Vlies, einem Gewirke, einem Gelege, einem Velours einzeln oder in Kombination besteht.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the textile carrier layer (2) consists of a woven fabric, a fleece, a knitted fabric, a scrim, a velor, individually or in combination. Schutzummantelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) aus einem Nähvlies besteht, wobei der Vliesträger aus Kunststofffasern, insbesondere PET-Fasern, und die Nähfäden aus den textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind.Protective sheath after Claim 8 , characterized in that the textile backing layer (2) consists of a sewing fleece, the fleece backing being made of plastic fibers, in particular PET fibers, and the sewing threads being made of the textile carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads. Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) aus einem Gewebe besteht, wobei die Schussfäden (2b) ganz oder teilweise aus den textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the textile carrier layer (2) consists of a fabric, the weft threads (2b) being wholly or partly made of the textile carbon fibers or threads and / or composite fibers or threads. Schutzummantelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schussfäden (2b) dicker als die Kettfäden (2a) ausgebildet sind.Protective sheath after Claim 10 , characterized in that the weft threads (2b) are thicker than the warp threads (2a). Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (2) aus einem Gewebe besteht, wobei die Kettfäden (2a) ganz oder teilweise aus den textilen Kohlenstofffasern bzw. -fäden und/oder den Kompositfasern bzw. -fäden hergestellt sind.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the textile carrier layer (2) consists of a woven fabric, the warp threads (2a) being wholly or partly made of the textile carbon fibers or threads and / or the composite fibers or threads. Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auftragslösung und/oder Auftragsdispersion mit darin dispergierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einer Konzentration von 0,01 Gew.- % bis 30 Gew.-% als Strichauftrag auf die textile Trägerschicht (2) vorgesehen ist.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 12 , characterized in that an application solution and / or application dispersion with carbon nanotubes dispersed therein in a concentration of 0.01% by weight to 30% by weight is provided as a coat application on the textile carrier layer (2). Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmasse als Extrusionsmasse zur Herstellung einer zusätzlichen Folienschicht (3) und/oder Schaumstoffschicht des Trägers (2, 3) ausgebildet ist.Protective jacket according to one of the Claims 3 to 13 , characterized in that the processing compound is designed as an extrusion compound for producing an additional film layer (3) and / or foam layer of the carrier (2, 3). Schutzummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2, 3) als Mehrschichtträger ausgebildet ist, welcher neben der zumindest einen textilen Trägerschicht (2) zusätzlich wenigstens eine Folienschicht (3) und/oder eine Schaumstoffschicht aufweist sowie ergänzend mit einer zumindest teilflächigen Klebebeschichtung (4) optional ausgerüstet ist.Protective jacket according to one of the Claims 1 to 14 , characterized in that the carrier (2, 3) is designed as a multi-layer carrier which, in addition to the at least one textile carrier layer (2), additionally has at least one film layer (3) and / or a foam layer and additionally with an at least partial adhesive coating (4) is optionally equipped.
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