DE2261919A1

DE2261919A1 - Mit einem laminat umhuelltes kabel

Info

Publication number: DE2261919A1
Application number: DE19722261919
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Mukunashi; Ehime Niihama; Hiroshi Shimba; Yoshiharu Tatsukami; Kanagawa Yokohama; Kanji Yoshikawa
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1971-12-18
Filing date: 1972-12-18
Publication date: 1973-06-28
Also published as: DE2261919C3; CA966201A; FR2163768A1; FR2163768B1; JPS524027B2; DE2261919B2; US3935374A; JPS4867776A; GB1394110A

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG Z201919

TELEFON: 55547« . 8000 MD N CHEN 15, TEIEGRAMMe=KARPATENT NUSSBAUMSTRASSEIO

18. Dezember 1972

W 41 424/72

1.) Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Osaka (Japan)

2.) Sumitomo Chemical Company, Limited
Osaka (Japan)

Mit einem Laminat umhülltes Kabel

Die Erfindung betrifft ein mit einem Laminat umhülltes Kabel; sie betrifft insbesondere ein mit einem Laminat umhülltes Kabel mit einem Bewehrungsband oder einer Bewehrungs schicht, das bzw·, die durch Überziehen eines Metallbandes mit einem spezifischen Harz hergestellt worden ist, das nicht nur eine gute Haftung auf dem Metallband,' sondern auch auf dem als äußere Ummantelung oder Schutzschicht verwendeten Polyäthylen aufweist.

Ein für die Laminierung in mit einem Laminat umhüllten Kabeln ver-

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wendetes Harz muß während der Herstellung des Kabels gute Verarbeitungseigenschaften und gute mechanische Eigenschaften aufweisen, beispielsweise eine hohe Abriebsbeständigkeit gegenüber der Streifenherstellungsvorrichtung usw. und eine gute Haftung sowohl auf dem Metallband als auch auf der für die Umhüllung verwendeten Verbindung, beispielsweise Polyäthylen.

In der Regel wird für ein derartiges Metallband Aluminium verwendet und der Grund, warum das Laminatharz eine gute Haftung sowohl auf dem Metallband als auch gegenüber dem Polyäthylen haben muß, das in der Regel als Ummantelungsschicht verwendet wird, besteht zum Teil darin, die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verbessern, d.h. das Laminatharz muß dazu dienen, sowohl das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern als auch die mechanischen Festigkeitseigenschaften, z.B. die Biegeeigenschaften usw.,in einer einheitlichen Umhüllung (Ummantelungsschicht) zu verbessern durch festes Auflaminieren des Metallbandes auf die Polyäthylenummantelungsschicht und es muß auch dazu dienen, die Schrumpfung der Umhüllung (eine Kunststoffumhüllung weist bei der Extrusion im Innern eine Spannung auf und schrumpft daher als Folge der Erhitzung, wenn man es der freien Luft aussetzt) durch das Metallband zu kontrollieren.

Als Harz für das Laminat wurde bisher gewöhnlich Polyäthylen verwendet, wie es in der britischen Patentschrift 886 417 angegeben ist, Polyäthylen weist jedoch keine ausreichende Bindefestigkeit auf dem Aluminiumband auf. Dieser Nachteil von Polyäthylen wird zum Teil durch die in der US-Patentschrift 3 233 036 beschriebene Erfindung beseitigt, wonach zur Verbesserung der Bindefestigkeit an einem Aluminiumstreifen ein eine Carboxylgruppe enthaltendes Harz oder Polymerisat verwendet wird, das darin vorgeschlagene Harz hat jedoch den Nachteil", daß keine ausreichende Bindefestigkeit

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für Polyäthylen als Ummantelungsschicht erzielt wird.

Ein Versuch, die beiden oben genannten Fehler zu vermeiden, ist auch in der US-Patentschrift 3 586 756 beschrieben, aus der ein sogenannter Zwei-Schichten- oder Mehrfach-Schichten-Laminatstreifen hervorgeht, der an der Seite, die mit dem Metallband, z.B. einem Aluminiumband, in Kontakt gebracht werden soll, eine Schicht aus einem Äthylenmischpolymerisat mit einer Carboxylgruppe, die chemisch an das Metallband gebunden werden kann, und auf der gegenüberliegenden Seitefeine Schicht aus einem Harz aufweist, die keine so wirksame Bindefestigkeit für das Metallband aufweist wie das Äthylenmischpolymerisat, die jedoch eine höhere Bindefestigkeit für die Ummantelungsschicht aufweist als das Äthylenmischpolymerisat.

Wenn ein Laminatstreifen . dieser Art verwendet wird, sind zwar die mechanischen Eigenschaften des mit einem Laminat umhüllten Kabels ausgezeichnet, da jedoch das Laminatband einen Zweischichten- oder Mehrschichtenaufbau hat, ist die Herstellung eines solchen Laminatbandes kompliziert und die Herstellungskosten werden hoch, was zu einer Erhöhung der Kosten des Kabels führt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit einem Laminat tunhülltes Kabel mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften als Kabel mit großen wirtschaftlichen Vorteilen anzugeben durch Verwendung einer Harzmasse, die eine ausreichende Bindefestigkeit sowohl gegenüber dem Metallband als auch gegenüber der Polyäthylenummantelungsschicht in einem solchen^von einem Laminat umhüllten Kabel aufweist, und wobei die kompliziertöiStufsi der Herstellung eines Laminatbandes wie in dem oben erwähnten bekannten Verfahren vermieden wird.

des vorstellend genannten Ithylenmischpolimerisats

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Das oben erwähnte Ziel der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß man als Laminatharz für das Metallband ein Äthylen/Glycidylmethacrylat/Vinylacetatfer.polymerisat verwendet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei bedeuten:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines konventionellen, von einem Laminat umhüllten Kabels;

Fig. 2 eine Reihe von schematischen Ansichten einer Bindefestigkeitstestmethode für erfindungsgemäße Laminatstreifen (Laminatbänder).

Das oben erwähnte, erfindungsgemäß verwendete Terpolymerisat kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann das Mischpolymerisat hergestellt werden durch Mischpolymerisation von Äthylen und der anderen ^nonomeren bei Temperaturen von 40 bis 300C und unter einem Druck von 40 bis 5000 kg/cm in Gegenwart von Katalysatoren in der Lage sina, freie .Radikale zu bilden. Bei der Mischpolymerisation des Polymerisats kann dem Reaktionssystem gewünschtenfalIs ein Kettenübertragungsmittel, wie z.B. Äthan, Propan, Propylen usw., züge· setzt werden.

Wenn das oben genannte Harz zum Laminieren eines Metallbandes verwendet wird, weist es eine ausgezeichnete Bindefestigkeit sowohl gegenüber dem Metallband als auch gegenüber der Polyäthylenummantelungsschicht auf, wodurch ein Laminatband (Laminatstreifen) mit ausgezeichneten mechanischen Festigkeiten und einer guten Verarbeitbarkeit während der Herstellung des mit einem Laminat umhüllten Kabels erhalten wird.

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Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt einen Querschnitt durch ein konventionelles, mit einem Laminat umhüllt es Kabel. Ein mit einem Laminat umhülltes Kabel besteht im allgemeinen aus Kabelkernen 1, einer Laminatstreifenschicht 4, die aus einem Metallband 2 und einer darauf auflaminierten Haftschicht 3 besteht, und einer aus einem Kunstharz bestehenden Ummantelungsschicht 5:

Die Vorteile der erfindungsgemäß verwendeten Harzmasse werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden spezifischen Beispiele näher erläutert. Da normalerweise als Metallschicht in mit einem Laminat umhüllten Kabeln ein Aluminiumband verwendet wird, wurde in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen ebenfalls ein Aluminiumband als Metallschicht verwendet.

Tabelle I (Eigenschaften des Harzes)

Harz	Schmelzindex ASTM-1238 (g/10 Min.)	Zugfestig keit JTS-IT676O (kg/mm²)	Dehnung JISr-K 6760	Abriebskoef fizient+
^El	12,4	1,48	550	0,50
^E2	2,8	1,80	614	0,45
^Al	5,7	1,62	768	0,70
A₂	1,7	2,59	763	0,68
S	3,5	2,92	478	0,56
P	7,2	1,27	512	0,40
^Gl	2,0	1,72	615	0,46
^G2	2,0	1,76	638	0,48
S	2,0	1,67	622	0,48
^G4	6,0	1,71	661	0,54
^G5	2,0	1,75	650	0,45
6	12,0	1,60	670	0,55

Abriebskoeffizient gegenüber einer Kupferoberfläche.

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Die Zusammensetzungen der . Terpolymers sate G. bis G_fi

(der Äthylen/Glycidylmethacrylat/Vinylacetat-Mischpolymerisate) waren folgende:

Harz 1

GMA	VA	Äthylen
0,6	8	Rest
2,4	8	M
6,0	6	• t
12,0	6	Il
2,4	4	Il
15,0	2	Il

GMA « Glycidylmethacrylat VA ^β Vinylacetat Einheiten = Gewichtsprozent Andere Harzmassen:

E₁-E₉ ^β Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat

A,-A„ ^β Äthylen/Acrylat-Mischpolymerisat S ^β ein Mischpolymerisat von Äthylen und einem eine Carboxylgruppe

enthaltenden Comonomeren. P ^β Polyäthylen.

Tabelle II (^dhäsionseigenschaften und

Harz	(A) Folie (D⁺ (g/cm)	Laminat- streifen U)⁺ (g/cm)	(B) Folie (3)" (kg/cm)	andere Eigenschaften der Harz ^h (O₊ (D) ₊	beobachtet
^El	341	341	4	schlecht	nicht beobachtet
^E2	394	320	4	gut	beobachtet
^Al	1613	433	4	schlecht	beobachtet
A₂	1068	421	4	schlecht	nicht beobachtet
S	1559	1055	0	gut	Il Il
P	159	50	5,5	Il	Il Il
G,	2000	700	4	Il

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Fortsetzung von	Harz Folie	Tabelle	II	(B)	(C)	(D) _j	beobac
ΓΑ)	(D⁺		Folie (3)	(4)⁺	(5)^H	Il
(g/cm)	Laminat	(kg/cm)			It
	streifen				ti
G₉ 2000	(2) +		gut	nicht	ti
_r H ^G3	(g/cm)	4	Il	It
^G4	700	Il	Il	It
^G5	U	It	Il	It	ti
^G6	. Il	Il	Il	ti
2-Schich-	ti	Il
tenstrei-	• Il	"
fen(6)+ -. ^:			Il	It
	- -
520 .

(A) = Adhäsion (Bindefestigkeit) zwischen dem Aluminiumband und

dem Laminatharz;

(B) = Adhäsion zwischen dem·Laminatharz und dem Polyäthylen;

(C) = Verarbeitbarkeit zu einem Kabel;

(D) = Blocken - oder Kleben des Laminat Streifens; (-) = nicht getestet.

(I)⁺ Eine Folie aus dem Harz mit einer Dicke von 1,0 mm wurde auf einer weichen Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,2 mm durch Aufpressen der Harzfolie auf die Aluminiumfolie bei 180 C und anschließendes Abkühlen der Anordnung auf Raumtemperatur befestigt (die Adhäsion wurde durch gegenseitiges Abziehen der Aluminiumfolie und der. Harzfolie voneinander unter einem Winkel von 180 C mit einer Abziehgeschwindigkeit von 100 mm/Min, bestimmt).

(2)⁺ Ein Harz einer Dicke von 0,05 mm wurde auf eine weiche Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,2 mm mittels einer Extrusionsvorrichtung auflaminiert (das zur Bestimmung der Adhäsion angewendete Testverfahren ist oben besehrieben).

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(3) Eine Harzfolie mit einer Dicke von 1,0 mm wurde auf einer Polyäthylenummantelungsfolie (aus einem Polyäthylen mit einer niedrigen Dichte) mit einer Dicke von 1,0 mm durch Aufpressen der Polyäthylenfolie auf die Harzfolie bei 160 C und anschließendes Abkühlen der Anordnung auf Raumtemperatur befestigt (das zur Messung der Adhäsion angewendete Verfahren ist oben unter (1) beschrieben).

(4)⁺ Die Oberfläche des Harzfilmes wurde durch eine Laminatbandherstellungsvorrichtung und dergl. abgeschliffen oder abgerieben, wie das bei der Herstellung eines Kabels der Fall ist. Der Grad des Abriebs hing von den mechanischen Eigenschaften des Harzes oder der Art und dem Gehalt des (der) Comonomeren in dem Harz ab.

(5) Der aufgerollte Laminatstreifen führte zu einem Blocking während der Lagerung. Der Grad des Blocking hing von der Art, dem Gehalt des Comonomeren oder der Comonomeren und dem Schmelzindcx des Harzes ab.

(6) Der Laminatstreifen wurde nach dem in der US-Patentschrift 3 586 756 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Wie aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabellen I und II hervorgeht, waren die Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisate '(Harz E, und Harz E„) in bezug auf ihre Adhäsion auf dem Aluminiumband besonders schwach und die Äthylen/Acrylsäureester-Mischpolymerisate (Harz A, und Harz A₂) wiesen eine gute Adhäsion auf dem Aluminiumband auf, ihre Verarbeitbarkeit während der Kabelherstellung und die Blockingbeständigkeit des Laminatstreifens waren jedoch schlecht. Außerdem war bei Verwendung von Polyäthylen (Harz P) als Laminatharz die Haftung auf dem Aluminiumband schwach und bei Verwendung des eine Carboxylgruppe enthaltenden Harzes (Harz S) als Laminatharz war die Adhäsion auf der Ummantelungsschicht schwach. Demgemäß eignen

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sich die Harze E-, E„, A,, A„, P und S wegen einer oder mehrerer ihrer Eigenschaften nicht für die Verwendung als Laminatmaterial für ein Kabel.

Aus den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen, wie sie in den Tabellen dargestellt sind, geht aber auch hervor, daß das erfindungsgemäß verwendete Harz, d.h. das ,Äthylen/Glycidylmethacrylat/Vinylacetat-Terpolymerisat, den konventionellen Harzen in allen Punkten überlegen war, d.h. in bezug auf die Klebefestigkeit (Adhäsion) auf dem Aluminiumband und auf der Polyäthylenummantelungsschicht und in bezug auf die Verarbeitbarkeit zu einem Kabel. ■ "

Außerdem wurden unter Verwendung der in der Tabelle I angegebenen Harze als Laminatharz mit einem Laminat umhüllte Kabel hergestellt und es wurden die Biegeeigen'schaften des Kabels und die Klebefestigkeit der Harze auf dem Aluminiumband und der Polyäthylenummantelungsschicht jedes Kabels gemessen; dabei wurden die in der folgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse erhalten.

Tabelle III (Eigenschaften des Kabels)

Harz , Bindefestigkeit Anzahl der Biegungen bis zum

(Adhäsion) . Auftreten eines Risses in dem (kg/cm2) Aluminiumband

10-15 mal 20-25 mal 20-25 mal 30-35 mal 35-40 mal 35-40 mal

P	0,95.
S	1,55
E₁	1,65
^Gl	3,01
	3,30
G	3,44

309 8 267 0 89

Fortsetzung von Tabelle III

Harz

2-Schichtenstreifen

Bindefestigkeit (Adhäsion) (kg/cm?)

3,62 3,25 3,40

3,05

Anzahl der Biegungen bis zum Brechen des Aluminiumbandes

35-40 mal 35-40 mal 35-40 mal

30-35 mal

In der obigen Tabelle wurde die Bindefestigkeit (Adhäsion) wie in der Tabelle II gemessen und der Biegetest wurde iijÜer Weise 180 über einen Dorn mit einem Durchmesser gebogen wurde, der das 12-fache des Durchmessers des

Kabels betrug. Bio Biegekewegung in zwei Richtungen wurde als eine Biegeanzahl gezählt.

Wie aus der vorstehenden Tabelle III hervorgeht, wiesen die erfindungsgemäßen Kabel nahezu die gleichen Eigenschaften auf wie das unter Verwendung des Zweischichtenlaminatstreifens hergestellte Kabel. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß die erfindungsgemässen Kabel ausgezeichnet sind sowohl im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften als auch in wirtschaftlicher Hinsicht.

bei einem Biegewinkel

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- A{

Die bevorzugten Terpolymerisate gemäß der Erfindung umfassen 0,5 bis etwa 20 Mol GIycidy!methacrylate 0,5 bis' etwa 20 Mol Vinylacetat und Rest Äthylen (wobei alle Molangaben auf die Gesamt-Mol-Anzahl des GMA, VA und Äthylens bezogen sind). Die bevorzugten-Terpolymerisate weisen einen Schmelzindex von 0/5 bis etwa 20 (ASTM-1238) auf. Es können kleinere und größere Mengen, insbesondere größere Mengen, an GMA und VA zur Anwendung gelangen, jedoch Zierden im allgemeinen optimale Eigenschaften der. Terpolymerisate in zufriedenstellender Weise durch Terpolymerisate erhalten, die eine Zusammensetzung aufweisen, welche Innerhalb des vorstehend genannten Bereiches'liegt.

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Claims

Patentansprüche

l.iMit einem Laminat umhülltes Kabel mit einem Laminatumhüllungs- _-X streifen als Bewehrungsschicht, der aus einem Metallband und einem auflaminierten Harz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Harz für den Laminatumhüllungsstreifen um ein Äthylen/Glycidylacrylat/Vinylacetat* Terpolymerisat handelt.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband ein Aluminiumband ist.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der laminierte Umhüllungsstreifen mit einer äußeren Ummantelung überzogen ist.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ummantelung aus Polyäthylen besteht.

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xh
5. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Terpolyraerisafc 0,5 bis etwa 20 Mol Glycidylmethacrylat, 0,5 his etwa 20 Mol Vinylacetat und Rest Äthylen umfaßt, wobei alle Molangaben auf die Gesamtanzahl der Mole von Glycidylmethacrylat, Vinylacetat und Äthylen bezogen sind.
6. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Terpolymerisat einen Schmelzindex von 0,5 bis etwa 20 aufweist-.

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