DE2051268A1 - Isoliertes elektrisches Kabel - Google Patents

Isoliertes elektrisches Kabel

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DE2051268A1 DE19702051268 DE2051268A DE2051268A1 DE 2051268 A1 DE2051268 A1 DE 2051268A1 DE 19702051268 DE19702051268 DE 19702051268 DE 2051268 A DE2051268 A DE 2051268A DE 2051268 A1 DE2051268 A1 DE 2051268A1
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Description

05126f
Patentanwälte
Di:·!. Ing. F. V-'sIctmmn,.
D v'.'n. -'.".'"!"!'rpnr., D'(:I.Pbys.Dr.K.Fincke
Li.·!, ί. r;. f. ■':. Wo' -'.W'.r, 'ύ'';\. Πλτϊι.Β. Hubsr
L u'ü,.chsn 27, KoLkir. 12
Sumitomo Electric Industries, Ltd, Osaka (Japan) Isoliertes elektrisches Kabel
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein isoliertes elektrisches Kabel mit einer über die Isolierungsschicht extrudierten äusseren, halbleitenden Schicht«
Zur Abdeckung eines isolierten Kabels, dessen Isolierungsschicht aus Polyäthylen geringer Dichte, einem Copolymer von Aethylen und Vinylacetat, oder zur Hauptsache aus diesen Substanzen mit Zusätzen von Talk, Ton, Calciumcarbonat und dergleichen als anorganische Füllmittel sowie von Alterungsschutzmitteln, Verarbeitungshilfsmitteln und dergleichen aufgebaut war, war es bisher allgemein üblich, diese Isolierungsschicht mit einer darüber extrudieren halbleitenden Schicht aus einem Gemisch von einem Copolymer von Aethylen und Aethylacrylat oder Aethylen und Vinylacetat, Dicumylperoxid oder ähnlichen Vernetzungsmitteln und elektrisch leitendem Russ zu überziehen.
209819/0804
Beim SpIeissen oder anderweitigen Behandeln der Enden derartiger, mit vernetzten! Polyäthylen isolierter Kabel mit einer äusseren halbleitenden Schicht, muss die halbleitende Schicht Ober eine gewisse Länge des Kabelendes vollständig entfernt werden, ohne jedoch die Isolierungsschicht zu beschädigen. In letzter Zeit wurden durch die Entwicklung der Technik auf die Form der Kabelverbindung vorgeformte Teile und Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, so dass das Spleissen und Abschliessen derartiger Kabel erleichtert wird und in besserer Qualität ausgeführt werden kann» Im Vergleich zu konventionellen Methoden, wie Umwicklung mit einem Band, Heissverformen und dergleichen, können derartige Arbeiten zudem schneller ausgeführt werden und erlangen dadurch zunehmende Bedeutung. Bei der Benützung der vorgeformten Teile und Hilfsmittel ist es jedoch unerlässlich, dass die verwendeten Teile dem Umfang des Kabels genau angepasst werden, um jegliche elektrischen Fehlermöglichkeiten auszuschliessen. Dies erhöht natürlich die Nachfrage nach einem Verfahren zum leichten und schnellen Entfernen der halbleitenden Aussenschicht ohne Beschädigung der Isolierungsschicht.
Bei Herstellung der halbleitenden Aussenschicht durch Extrusion der vorstehend beschriebenen, konventionellen Gemische, ist die Entfernung der Aussenschicht schwierig und zeitraubend und die Isolierungsschicht kann leicht beschädigt werden. Von den konventionellen Gemischen erfüllt keines die vorstehend genannten Anforderungen.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein mit einer Isolierungsschicht aus vernötztem Polyäthylen versehenes elektrisches Kabel zu schaffen, dossen äussere, halbleitende Schicht, ohne Beschädigung der Isolierungssohlcht und ohne auf dieser Rückstände zu hinterlassen, leicht abgezogen werden kann.
BAD
209819/0804
Diesen Anforderungen entspricht das erfindungsgemässe Kabel, das eine Isolierungsschicht aufweist, die zur Hauptsache aus einem vernetzten Homo- oder Copolymer von Polyäthylen besteht und dessen äussere, halbleitende Schicht ein Aethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem Gehalt von 25 - 55 Gew.% Vinylacetat sowie als Vernetzungsmittel 2,5-Dimethyl-2', 5'-di-(tert.butyl-peroxy)-hexin-3 und als elektrisch leitendes Material Russ enthält.
Im erfindungsgemässen Kabel enthält die äussere, halbleitende Schicht vorzugsweise 0,2-6 Gew.Ji des Vernetzungsmittels und 25 - 70 % Russ, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, und die Schichtdicke beträgt vorzugsweise mehr als 0,1 mm.
Dem Extrusionsgemisch zur Herstellung der äusseren, halbleitenden Schicht können zudem Alterungsschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel und dergleichen zugesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass weder der Russgehalt noch ein Gehalt an Alterungsschutzmitteln auf Amin- oder Phenolbasis und Zinkstearat und dergleichen als Verarbeitungshilfamittel, die leichte Entfernbarkeit der halbleitenden Schicht nachteilig beeinflussen.
In der Zeichnung ist eine Ausfuhrungsform eines erfindungsgemässen Kabels dargestellt, bestehend aus dem elektrischen Leiter 1, einer inneren, halbleitenden Schicht 2, der Isolierungsschicht 3 und der äusseren, halbleitenden Schicht 4.
In der nachstehenden Tabelle sind Ausführungsformen von erfindungsgemässen Kabeln sowie Vergleichsmuster und deren Aufbau und physikalischen Eigenschaften angeführt.
Zur Herstellung der Muster wurde auf ein Litzenkabel von 2
100 mm Querschnittsfläche als elektrischer Leiter eine halbleitende Schicht, darüber die Isolierungsschicht und über diese eine halb·
209819/0804
leitende Aussenschicht in den in der nachstehenden Tabelle angeführten Qemischzusammensetzungen auf bekannte Art durch Extrusion aufgetragen und das beschichtete Endprodukt bis zur vollständigen Vernetzung unter einem Druck von 15 atü in gesättigtem Wasserdampf behandelt.
An den erhaltenen Mustern wurden in der äusseren halbleitenden Schicht in axialer Richtung des Kabels 10 mm lange Einschnitte angebracht und die Aussenschicht einem Abschältest mittels eines Reissfestigkeits-Prüfgerätes unterzogen» Die erhaltenen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
Die halbleitenden Aussenschichten von allen in der Tabelle angeführten Versuchsmustern enthielten je 50 Gew.? Acetylenruss, 1 Gew.? Alterungsschutzmittel und 1 Gew.? Zinkstearat, bezogen auf das Gewicht des Copolymers. Art und Zusatzmenge des Vernetzungsmittels und die Schichtdicke wurden jedoch gemäss den Tabellenangaben variiert.
Isolierungsschicht Halbleitende Aussenschicht Vernet
zungs
mittel
% 		Schicht
dicke
mm 		Abschäl
kraft
kg/cm
Vergleich
I 		Polyäthylen spez.
Gew. 0,92 »-3 MI*2
*-4 DCP«2 % Alte
rungsschutzmittel
0,2 % 		Copo
lymer 		X*-2
1 % 		0,5 mehr als
5, Rück
stand auf
der Iso
lierungs-
schicht
Beispiel
1 		gleich wie
Vergleich I 		EVA*-1
VA«15*
MI* 6 		X
1 % 		0,5 3,9
Beispiel
2 		do. EVA
VA*25X
MI*6 		X
1 Jt 		0,5 3,5
EVA
VA*35%
MI=6
209819/0804
2051265
Beispiel
3 		do. EVA
VA »5055
MI*6 		X
1 * 		0,5 2 •
Vergleich
II		 do. gleich
wie Bei
spiel 2		 ohne 0,5 Halblei
tende
Schicht
zerrissen
und daher
nicht ab
geschält
Vergleich
III 		do» do. X
0,2*		 0,5 do.
Beispiel
4		 do. do. X
0,3*		 0,5 3,5
Beispiel
5 		do. do. X
0,5Ji 		0,5 3,5
Beispiel
6		 do. do. X
.1,0Ji 		0,5 3,5
Beispiel
7		 do. do. X
5,0Ji 		0,5 3,0
Vergleich
IV		 do. do. X
6,oji 		0,5 0,3
Vergleich
V		 do. do. X
1,5* 		0,1 Halblei
tende
Schicht
zerrissen
und daher
nicht ab-^
geschält
Beispiel
8 		do. do. X
1,5* 		0,2 3,3
Beispiel
9		 do. do. X
1.5* 		0,5 3,4
Beispiel
10		 do. do. X
1.5* 		1,0 3,3
Beispiel
11		 Polyäthylen spez.
Gew. 0,92 MI=4
DCP*2,0 * Alte
rungsschutzmittel
0,2 *		 do. . X
2,0*		 0,7 3,5 . f.
Beispiel
12		 100 T wie Beispiel
11 ♦ 30 T Talk		 dD. X
2,0*		 0,7 3,0
209819/0804
Beispiel
13 		100 T wie Beispiel
12 + 30 T Ton 		do. X
2,0? 		0,7 3,1
Beispiel
14		 EVA
VA « 15 %
MI * 3
DCP s 2 %
Alterungsschutz
mittel 0,2 % 		do. X
1,5*		 1,0
Beispiel
15 		100 T wie Beispiel
14 + 30 T Talk 		do. X
1.5*		 1,0 3,9
Vergleich
VI 		gleich wie
Vergleich I 		do. DCP
1,0? 		0,5 mehr als
5, Rück
stand auf
der Iso
lierungs-
Schicht
Vergleich
VII 		do. do. DCP
5,0?		 0,5 do.
Vergleich
VIII 		do. wie Bei
spiel 2,
jedoch
DPD-6169
♦-5 an
stelle
EVA 		X
i,os		 0,5 do.
Beispiel
16 		do. EVA
VA*35*
MI»1 		X
1 % 		0,5 3,5
Beispiel
17 		do. EVA
VA=50*
MI=20 		X
1 % 		0,5 3,5
Beispiel
18 		do. EVA
VA=50%
MIsSO 		X
1 % 		0,5 2
♦-1 EVA * Aethylen/Vinylacetat-Copolymer VA * Vinylacetat-Gehalt Gew.?
♦-2 X * 2,5-Dimethyl-2f,5'-di-(tert.butyl-peroxy)-hexin-3 *-3 MI = Schmelzflussindex naoh ASTM-D-1238 (g/10 min) ♦-4 DCP a Di-o-cujnylperoxid
♦-5 DPD-6169 ■ Aethylen/Aethylacrirlat-Copolymer der UCC, USA
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Aus den vorstehenden Beispielen geht hervor, dass bei Extrusion der halbleitenden Aussenschicht aus einem Aethylen/ Vinylacetat-Copolyraer mit einem Gehalt von 25 - 55 Gew.% Vinylacetat, mit 2,5~Dimethyl-2',5'-di-(tert.butyl-peroxy)-hexin-3 ■ als Vernetzungsmittel, die erhaltene Aussensohicht leicht abgeschält werden kann. Wenn der Gehalt an Vinylacetat weniger als 25 Gew.JC des Copolymers beträgt, lässt sich die Schicht nicht leicht abziehen und wenn er 55 Gew. JC übersteigt, wird die Adhäsion der Aussenschicht an der Isolierungsschicht nachteilig beeinflusst, wodurch das Kabel nicht mehr verwendungsfähig ist. « Beim definierten Gehalt von 25 - 55 Gew.* an Vinylacetat im Copolymer lässt sich jedoch die Aussenschicht mit grösster Leichtigkeit abziehen. In bezug auf den Anteil an 2,5-Dimethyl-2',5f-di-(tert.butyl-peroxy)-hexin-3 ist festzustellen, dass,· bezogen auf das Gewicht des Copolymers, bei einem Gehalt von weniger als 0,2 Gew. JC, die Reissfestigkeit der erhaltenen Schicht relativ gering ist und diese beim Abziehen zerreisst, während grössere Anteile als 6 Gew.JC die Adhäsion der erhaltenen Schicht an der Isolierungsschicht und somit die Verwendbarkeit des Kabels nachteilig beeinflusst werden. Die beste Anwendungskonzentration für das Vernetzungsmittel liegt somit in einem Bereich von mehr als 0,2 und weniger als 6 Gew. JC.
In bezug auf die Schichtdicke der halbleitenden Aussenschicht ist festzustellen, dass die Schicht beim Abschälen leicht zerreisst, wenn die Schichtdicke weniger als 0,1 mm beträgt und somit vorzugsweise dickere Schichten extrudiert werden.
Durch Vergleichsversuche wurde ermittelt, dass die halbleitende Aussensohicht nur bei erfindungsgemässen Kabeln der definierten Zusammensetzung mit Leichtigkeit vollständig abgezogen werden kann. Bei Verwendung anderer Vernetzungsmittel ist es unmöglich, derartig hervorragende Abschälresultate zu erzielen. Es
2098 1 9/0804
• ·
2U51268
wurde ebenfalls gefunden, dass derartig hervorragende Abschälresultate nioht erzielt werden können, wenn das genannte Vernetzungsmittel (X) einem anderen hochmolekularen Polymer als dem Aethylen/Vinylacetat-Copolymer zugesetzt wird.
Die Zusatzmenge von Russ ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch wird bei einem Gehalt von weniger als 25 Gew. Ji im Copolymer die angestrebte elektrische Leitfähigkeit nicht erreicht und bei einem Gehalt oberhalb 70 Gew.J werden die mechanischen Eigenschaften der Schicht selbst und somit die Manipulierbarkeit des Kabels nachteilig beeinflusst.
" Π 9819/OOCU

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE
1. Isoliertes elektrisches Kabel mit einer über die Isolierungsschicht extrudierten äusseren, halbleitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsschicht zur Hauptsache aus einem vernetzten Homo- oder Copolymer von Polyäthylen besteht, und dass die äussere, halbleitende Schicht ein Aethylen/Vinylacetat-Copolycier mit einem Gehalt von 25 - 55 Oev,% Vinylacetat sowie als Vernetzungsmittel 2,5 —Dimethyl-21,5'-di-(tert.butyl-peroxy)-hexin-3 und als elektrisch leitendes Material Russ enthält.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsschicht zur Hauptsache aus vernetztem Polyäthylen besteht.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsschicht zur Hauptsache aus einem Copolymer von Aethylen und Vinylacetat besteht.
4. Kabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsschicht anorganische Füllmittel, wie Talk, Ton und dergleichen, enthält.
5. Kabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die halbleitende Schicht 0,2-6 Gev.JE des Vernetzungsmittels, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, enthält.
6. Kabel nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die )icke der halbleitenden Schicht mehr als 0,1 mm beträgt.
- i° - 2Ub T 268
7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet« dass die halbleitende Schicht 25 - 70 Gew.? Ruse, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, enthält.
,; I) 'I H ! i
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