DE2215591A1 - Verfahren zur Behandlung von Kunststoff, insbesondere in Bandform, und geschichtetes Band oder Kabel - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Kunststoff, insbesondere in Bandform, und geschichtetes Band oder Kabel

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DE2215591A1 DE19722215591 DE2215591A DE2215591A1 DE 2215591 A1 DE2215591 A1 DE 2215591A1 DE 19722215591 DE19722215591 DE 19722215591 DE 2215591 A DE2215591 A DE 2215591A DE 2215591 A1 DE2215591 A1 DE 2215591A1
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Description

British Insulated Oallender's Gables Limited, 21, Bloomsbury Street, London W.Ö.1., England'
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 8380/71 vom 1, April 1971 beansprucht.
Verfahren zur Behandlung von Kunststoff, insbesondere in Bandform, und geschichtetes Band oder Kabel
Bs ist allgemein bekannt, daß bestimmte Substanzen, meist organische Flüssigkeiten, von vielen Kunststoffen frei absorbiert werden und daß das Volumen des Kunststoffs durch eine solche Absorption häufig sehr beträchtlich vergrößert wirdc Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Kunststoffen mit Aufquellmitteln, insbesondere mit solchen Aufquellmitteln, die später im praktischen Gebrauch oder Betrieb eine Rolle spielen.
209842/1090
Eine wichtige Anwendung findet die Erfindung in der Herstellung elektrischer Starkstromkabel, die ein Dielektrikum aufweisen, welches aus Bändern aufgebaut ist, die aus Kunststoff bestehen oder einen solchen aufweisen (in der Regel Polypropylen oder Polyäthylen hoher Dichte) und mit einer isolierenden Flüssigkeit (gewöhnlich einem Mineralöl oder einem ästhetischen Kohlenwasserstofföl) imprägniert werden. Bänder für die Verwendung bei Kabeln dieser Art können durch Eintauchen in ein flüssiges Aufquellmittel vorgequollen werden, tragen aber danach unvermeidlich einen Oberflächenüberzug aus der Aufquellflüssigkeit, wobei dieser Überzug das Bestreben hat, die Überlappung der Bänder durch ^tauchen oder Hemmen der Zugspannungs-Regeleinrichtungen zu stören. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeit zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren.
Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zum Behandeln eines Kunststoffs, um diesen für den Gebrauch in Berührung mit einem Aufquellmittel vorzubereiten, darin, daß der Kunststoff im Dampf des gleichen oder eines anderen, damit verträglichen Aufquellmittels ausgesetzt wird, bis er einen wesentlichen Anteil des Aufquellmittels aufgenommen hat.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft bei deren Anwendung zum Vorquellen von Bändern für die Verwendung bei der Herstellung von Kabeln, insbesondere von solchen Kabeln, die aus einer Kunststoffschicht bestehen, welche zwischen zwei faserige Schichten eingelegt und mit diesen verbunden ist.
209842/1090
Wie bereits angedeutet, ist die polymere Schicht vorzugsweise Polypropylen oder Polyäthylen, im letzteren lalle Vorzugsweise von dem Typ mit hoher Dichte. Es können jedoch auch andere polymere Materialien mit entsprechenden elektrischen Eigenschaften verwendet werden, z.B. Polycarbonate, Polysulfone, gesättigte linearte Polyester, z..B. Polyathylenterephthalat, Polyphenyloxid, Poly-4-Methylpenten-1, Polytetrafluoräthylen, nieht-gummiartige Äthylen-Propylen-Gopolymere, fluorinierte Äthylen-Propylen-Oopolymere, Polyfluorostyrol oder Polyvinylcarbazol. Die polymere Schicht ist vorzugsweise nicht-faserig und unperforiert. Die faserigen Schichten bestehen vorzugsweise aus einem Material, das nicht durch das betreffende Aufquellmittel aufgequollen wird; dabei wird Zellulosepapier bevorzugt; zur Erzielung einer schnellen Vorquellung ist es empfehlenswert, daß das Papier eine Gurley-Impermeabilität von wesentlich weniger als 10 000 Sekunden hat..Das Laminat bzw« der Schichtwerkstoff wird vorzugsweise durch eine Strangpreß-Schichtungstechnik gebildet, bei der ein stranggepreßtes Band aus polymerem Material zwischen zwei Papierlagen oder einem anderen faserigen Material eingefangen und mit diesem verbunden wird, während es noch heiß aus dem Extruder kommt, um das Laminat "vorzuspannen". Wenn die Erfindung bei Laminaten angewandt wird, die zwei Oberflächenschichten aus einem faserigen Material aufweisen, die für das Aufquellen durch das verwendete Aufquellmittel unempfindlich sind, so ermöglicht sie die Bildung eines vorgequollenen Bandes, bei dem nicht nur die eigentlichen Oberflächen, sondern auch der Körper der faserigen Schichten im wesentlichen frei von Aufquellmittel sind; sie können daher ohne Schwierigkeit durch Wickelmaschinen gehandhabt werden, die für die Verwendung von Papierbändern ausgelegt sind.
2098A2/1090
Der Dampf kann mit Luft vermischt werden, so daß das Tor» quellen bei atmosphärischem Druck stattfindet, doch hat sich herausgestellt, daß das Torquellen schneller erfolgt, wenn es bei reduziertem Druck und bei Nichtvorhandeneein ron Luft oder einem anderen YerdUnnungsgas durchgeführt wird·
Je nach den Umständen kann es zweckmäßig oder auch nicht zweckmäßig sein, die Behandlung fortdauern su lassen, bis der Kunststoff im wesentlichen mit dem Aufquellmitteljgesättigt ist, d.h. bis das weitere Aufquellen, das «loh aus der Einwirkung des flüssigen Aufquellmittelβ ergibt, vernach-1aßigbar 1st» Die Länge der erforderlichen Behandlung liegt Im allgemeinen in der Größenordnung von Wochen bei Raumtemperatur f diese kann jedoch durch Erwärmung reduziert werden, die gewöhnlich den weiteren Vorteil hat, daß der Anteil des Aufquellmittele im Kunststoff bei Gleigewichtszustand erhöht wird.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert!
Beispiel I
Eine Polypropylenfolie mit einer Dicke von 10 Mikrometern wurde in einem ungewickelten Zustand gehalten und Tier lochen lang in Luft bei 280C dem gesättigten Dampf tines niederviskosen, verfeinerten Mineral-Kabelöls ausgesetzt, wtlohes duroh die Firma Duseek Brothers Ltd. in 0rayford, Kent, England, unter
209842/1090
der Bezeichnung "C6A11 vertrieben wird. Das Gewicht der Folie nahm um 7»5# zu, aber ihre Oberflächen blieben trocken und nicht-klebrig.
Beispiel II
Eine geprägte Polypropylenfolie und zwei unterschiedliche, strangpreßgebundene Polypropylen/Papier-Schichtwerkstoffe wurden verwendet; die Gesamtdicke war in jedem Falle 100 Mikrometer, und jeder Schichtwerkstoff hatte zwei Papierschichten, welche die freien Oberflächen desselben bildeten und 25 Mikrometer dick waren. Daa Laminat bzw. der Schichtwerkstoff A wurde mit einem unkalandrierten Kraftpapier von elektrischem Gütegrad und von einer solchen Art hergestellt, die für Spulenwicklungen empfohlen wird und eine Gurley-Impermeabilität im Bereich von 10 000 Sekunden aufweist; der Schichtwerkstoff B wurde mit einem "elektrolytischen" Kraftpapier von viel geringerer Impermeabilität hergestellt. Jedes Band wurde in Packen oder Wülste mit sehr geringer Zugspannung gewickelt, und die Packen oder Pakete wurden durch Anwendung von Wärme und Vakuum getrocknet.Bei noch auf 1000G liegender Temperatur wurde Luft, die mit Dampf des von der Fa. Dussek Brothers Ltd. unter der Bezeichnung "010" gelieferten Kabelöls gesättigt war, in die Umhüllung eingelassen. Proben in Intervallen genommen, und die folgenden Messungen wurden e r halten:
209842/1090
Erhöhung von Laminat
A		 Laminat Gewicht (£) Laminat
A		 Laminat
B
Behandlungszeit
(Std.)		 Dicke (Schichtstärke)
(*)		 0 5 geprägte
Folie 		1 5,5
1 geprägte
Folie		 0 7,5 12 1 6,5
2 10 0 8,5 H 1 8
4 16 1 9,5 16 1,5 9,5
6 18 0 7 20 1 9
8 20 1 10 18 2 10
12 18 4 9 20 4,5 11
16 20 4,5 10 22 6,5 12,5
24 18 24
20
Beispiel III
Eine weitere Probe des Schichtwerkstoffs B wurde wie im Beispiel II behandelt, mit der Ausnahme, daß Öldampf, der
im wesentlichen frei von Luft war, verwendet wurde, um die
Vorquellung zu bewirken (bei einem Druck von etwa 1 mm Quecksilber) . In diesem Falle wurde eine Vorquellung von etwa
&fo der Dicke und des Gewichts des ^chichtwerkstoffs in einer Stunde erzielt.
In allen Fällen blieben die Bandoberflächen und die Papierschichten der Schichtwerkstoffe im wesentlichen von Öl frei.
209842/1090
-■ 7 -
Nach der Behandlung können die vorgequollenen Bänder auf einen Kabelleiter aufgewickelt werden, um diesen zu isolieren, und zwar im Falle der Schiehtbänder im wesentlichen so, als ob sie gewöhnliche Papierbänder wären. Der isolierte Leiter kann dann unter Vakuum (und gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung) getrocknet werden, wonach er mit Öl imprägniert und dann ummantelt werden kann; alternativ kann das Imprägnieren auch nach dem Aufbringen des Kabelmantels stattfinden. In jedem Falle kann das Imprägnieren bei Raumtemperatur erfolgen, und eine Zeit in der Größenordnung von 48 Stunden ist erforderlich, um eine Stabilität zu erzielen.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und besieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung offenbart sind·
Patentansprüche
209842/109Q

Claims (1)

  1. - 8 -72 021 Kü/h. 28, März 1972
    Patentansprüche
    Π\.
    1.!Verfahren zum Behandeln von Kunststoff, insbesondere in
    Bandes, zur Vorbereitung desselben für die Verwendung in Berührung mit einem Aufquellmittel, wobei der Kunststoff in Berührung mit einer Isolierflüssigkeit in einem elektrischen Kabel zu verwenden ist; und dieses Band dem gleichen oder einem anderen, damit verträglichen Aufquellmittel ausgesetzt wird, bis es einen wesentlichen Anteil des Aufquellmittels aufgenommen hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufquellmittel in Dampfform verwendet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in Form eines Bandes verwendet wird, welches aus einer nicht-faserigen und unperforierten Schicht eines Plastikmaterials besteht, welches zwischen zwei faserigen Schichten eingelegt und mit diesen verbunden wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die faserigen Schichten aus einem Material bestehen, welches für ein Aufquellen durch das Aufquellmittel unempfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese faserige Schicht frei von Aufquellmittel bleibt.
    4· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf des Aufquellmittels im wesentlichen frei von Verdünnungsgas ist·
    209842/1090
    5 β Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Plastikmaterial Polyäthylen oder Polypropylen, als faseriges Material Papier und als Dampf ein verdampftes Kohlenwasserstofföl verwendet werden.
    6· Verfahren zur Herstellung eines Bandes für die Verwendung beim Bilden eines ölimprägnierten Dielektrikums eines elektrischen Kabels, wobei ein Band aus Polypropylen oder Polyäthylen stranggepreßt wird und, während es noch heiß ist, zwischen zwei Papierschichten so eingebracht und mit diesen verbunden wird, daß ein vorgespannter Schichtwerkstoff entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtwerkstoff nach Anspruch 5 dem Dampf eines isolierenden Kohlenwasserstofföls ausgesetzt wird, bis ersterer einen wesentlichen Anteil dieses Öls aufgenommen hat.
    7. Verfahren zur Herstellung einest elektrischen Kabels, wobei geschichtete Bänder vorbereitet werden, diese Bänder auf einen Leiter aufgewickelt werden, um einen leiterkern zu bilden, und der Kern mit der isolierenden Flüssigkeit imprägniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder durch das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 oder durch das Verfahren nach Anspruch 6 vorbehandelt werden.
    8. Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß es durch das Verfahren nach Anspruch 7 hergestellt worden ist.
    209842/ 1090
    9. Geschichtetes ^and, bestehend zumindest aus einer Schicht aus Kunststoff, welcher ein elektrisch isolierendes Aufquellmittel enthält, sowie aus mindestens einer Schicht aus faserigem Material, welches- gegen Aufquellen durch das Aufquellmittel unempfindlich ist, behandelt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dasiaserige Material frei von Aufquellmittel ist«.
    10. Band nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polypropylen ist, daß das faserige Material ein Zellulosepapier mit einer Gurley-Impermeabilität /Gurley viscosity) von weniger als 10 000 Sekunden ist und daß das Aufquellmittel ein Kohlenwasserstofföl ist.
    209842/1090
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