DE2550184C2 - Elektrisch und thermisch isolierendes Band zum Umwickeln eines Kabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch und thermisch isolierendes Band zum Umwickeln eines Kabels, das aus einer gehärteten Gummischicht mit beidseitig aufgebrachten Folien aus einem synthetischen Harzmaterial besteht

Bei einem bekannten Wickelband dieser Art (DE-GM Ϊ9 93 572) kann die Gummischicht aus Polyurethan. Epoxydharz oder kalt gehärtetem Silikon-Kautschuk bestehen, und die beidseitig aufgebrachten Folien können aus Polyethylenterephthalat, Zelluloseazetat, Polyimid, Polyamid, heiß vulkanisiertem Silikonkautschuk, fluorierten Kohlenwasserstoffen, Vliesen oder Papieren, sowie aus Metallfolien bestehen. Bei Bändern dieser Art wird noch als nachteilig angesehen, daß einerseits in vielen Fällen eine bessere thermische Isolierfähigkeit wünschenswert wäre, und daß andererseits die zum Umwickeln erforderliche Flexibilität des Bands nicht ausreichend ist, weil bei ausreichend hohem Haftvermögen zwischen den Folien und der Gummischicht zur Verhinderung der Ablösung ci<jr Folien die Steifigkeit des Bandes nachteilig t ;höht wird.

Die jahrelang zur elektrischen Isolierung und Wärmeisolierung verwandten Wickelbänder, die für die Seele von Telefonkabeln verwandt wurden, bestanden aus einem Isoliermaterial auf der Grundlage gehärteten Gummis, das auf eine Polymerfolie, beispielsweise eine Polyesterfolie, geschichtet ist. Dieses Band wurde nahezu allgemein verwandt und leistete über die letzten Jahrzehnte derart ausgezeichnete Dienste, daß keine Neigung dazu bestanti, andere Isolierbewicklungen statt dessen zu verwenden.

Das herkömmliche Wärm« jolierband auf Gummibasis besteht aus einer einzigen Schicht aus einer Folie aus einem synthetischen orjanischen Polymermaterial, beispielsweise aus Polypropylen oder Polyester, und einer gehärteten Gummimischung, : ; mit einer Seite der Folie verbunden ist In Abhängigkeit von dem speziellen Verwendungszweck beträgt die Dicke der Polymerschicht etwa 0.003 cm bis etwa 0,013 cm und die Dicke der Schicht aus gehärtetem Gummi etwa 0.013 cm bis etwa 0,038 cm. Es hat sich herausgestellt, daß es bei einem derartigen Isolierband notwendig ist. auf beiden Seiten des Bandes eine dünne Beschichtung aus Glimmerstaub aufzubringen. Dieser Glimmerstaub wird gewöhnlich durch elektrostatische Kräfte festgehalten. Der Staub dient als Trennmittel, um ein Zusammenkleben der Schichten des aufgewickelten Bandes während der Aushärtung des Gummis zu verhindern, die gewöhnlich anschließend an das Aufspulen des Bandes erfolgt. Der Staub dient auch als ein sehr gutes Feststoffschmiermittel, wenn das ausgehärtete Band anschließend in Spulen mit geeigneter Breite und Durchmesser zur Verwendung beim Aufbau eines Kabels aufgeschnitten wird. Schließlich dient der Staub nochmals als Schmiermittel, wenn das Band durch eine Paßform in einer in Längsrichtung über einem Kabel verlaufenden Schlittenkonstruktion aufgebracht wird.

Es besteht jedoch die Neigung, daß dieser Staub während des Aufbringens auf ein Kabel sowie bei jedem Abwickeln oder Aufschneiden zu Flugstaub wird. Obwohl Glimmer nicht als Giftstoff anzusehen ist. wird sein Staub in verschiedenen gesetzlichen Gesundhcitsvorschriften für die Industrie als besonders schädlich eingeordnet. Es ist sehr schwierig, einen derartigen Luftstaub unter Konirolle /u bekommen. Bei den gegenwärtig dazu unternommenen Versuchen wird jeder Siaubübcrsciruß vom Band nach der Aushär'mg entfernt und wird lediglich eine geringere Staubmenge übriggelassen, die als Schmiermittel erforderlich ist. Derartige Verfahren sind jedoch nicht zufriedenstellend.

Es besteht daher dennoch das Problem, cm Isolierband zu liefern, das alle herkömmlichen Eigenschaften dieses mit Staub als Schmiermittel versehenen Bandes hut. ohne daß Staub verwandt wird.

Es gibt eine große Anzahl· industrieller Normen, die das handelsübliche Standardprodukt beschreiben. Typi-■xhe Verzeichnisse sind die Material Spezifikation 540 2 — 4 vom Juli 1%7. herausgegeben von Anaconda Wire and Cable Company unter dem Titel »Specification for SBR Polyester Tape«, die Material Spezifikation Nr. 940. Ausgabe 8 vom 5. Dezember 1973. herausgegeben von General Cable Corporation unter dem Titel »Tape. SBR/Polyethylent Terephthalate« und die Material Spezifikation 59049, 5. Ausgabe vom 7. Mai I9bi, herausgegeben von Western Electric Co. unter dem Titel »Rubber-Polyester Sheeting«. Alle diese Veröffentlichungen enthalten stark detaillierte Verzeichnisse der chemischen, physikalischen, elektrischen Eigenschaften und der Abmessungen des darin beschriebenen Bandes und nennen bekannte Prüfverfahren, beispielsweise ASTM-Prüfverfahren, als Normen für das Band. Sie sind in ihren grundlegenden Erfordernissen ähnlich und beziehen sich eindeutig auf eine einzige Produktklasse.

Die wichtigsten Prüfungsnormen darunter sind folgende:

Elektrisch: kein dielektrischer Ausfall bei 10 000 V Gleichspannung, dielektrischer Verlustfaktor: max. 0,020 bei 100 kHz. Standard ASTMD-150.

Physikalisch: Clark-Steifigkeit: minimal 22 cm^! (Clark-Weichheit-Steifigkeit-Prüfgerät, hergestellt von Thwing-Albert Instrument Co, Philadelphia, Penn, USA).

Gewöhnlich wird ein Polyesterterephthalat-Polymer für die Folien und als Gummimischung ein Styrol-Butadienkautschuk (SBR) verwandt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Band zum Umwickeln eines Kabels anzugeben, bei dem eine Beschichtung mit Glimmerstaub nicht erforderlich ist, weiches Wickelband gleich gute Eigenschaften wie das bekannte Wickelband aufweisen soM. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorzugsweise bestehen die Folien aus einer Polypropylen- oder Polyesterterephthalatfolie und das Material der Gummischicht aus einer gehärteten Styrol-Buladienmischung und das Wickelband weist folgenden Aufbau auf:

5. Statt einer einzigen Polymerfolie weist das Band zwei Foiien — je eine auf jeder Seite des gehärteten Gummis — auf.

2. Es wird eine weichere, gehärtete Gummimischung mit einer wesentlich größeren Biegsamkeit und Dehnbarkeit verwandt.

3. Die Oberfläche ist glimmerfrei.

Das erfindungsgemäße Wärmeisolierband ist dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einer Schicht aus einer Gummimischung und je einer Schicht aus einer Folie aus einem synthetischen Polymermaterial auf jeder Seite der Gummimischune besteht, wobei die Gummimischung eine Shore A-Hä:.j von 40 bis 75 Einheiten und eine Dehnbarkeit von 350 bi^r 1000% aufweist, die Folie eine Dicke von 0,00063 cn. bis 0,013 cm hat, die Schicht aus der gehärteten Gummimischung 0,013 cm bis 0,051 cm dick ist, und wobei der gehärtete Gummi wenigstens 80% der Dicke des Bandes einnimmt.

Durch einen derartigen Aufbau wird ein geeignet biegsames Band ohne eine wesentliche Beeinträchtigung der thermischen oder elektrischen Eigenschaften und — was beu/nders wichtig ist — ohne eine Beeinträchtigung der hohen Biegsamkeit oder Faltbarkeit des Bandes erhalten. Es hat sich herausgestellt, daß schon allein die Anordnung von zwei Kunststoffolien auf beiden Oberflächen der isolierenden Gummimischung anstelle einer einzigen Kunststoffolie es möglich macht, auf den Glimmer zu verzichten, daß jedoch die zwei resultierenden Grenzflächen zwischen dem Gummi und dem Kunststoff die gewünschte Wickelfähigkeit des Bandes beeinträchtigt. Das heißt, daß das Band zu starr ist. Wenn somit das Band um ein Kabel gewickelt wird, besteht die Neigung, daß sich das Band in Querrichtung faltet und -.ich der Gummi von der gefalteten Oberfläche wenigstens einer Kunststoffolie löst. Versuche zur Verbesserung der Verbindung /wischen beiden Materialien führen im [; allgemeinen zu einer Vergrößerung der Steifigkeit des Verbundmaterials. Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch eine sorgfältig gesteuerte Änderung in der Härte, der Dehnbarkeit und den Haftungseigenschaften der Gummimischung des Bandes die zusätzliche Steifigkeit der Grenzflächen hingenommen werden kann und ausgezeich-' nete Wickeleigenschaften ohne jede Beeinträchtigung der Güte des Bandes erreicht werden können.

Das sich daraus ergebende Material ist eine Gummimischung mit einer Shore-A-Härte von 40 bis 75 Einheiten und einer Dehnbarkeit von 350 bis 1000%. Dieses Material, das, verglichen mit den herkömmlichen Produkten, eine wesentlich geringere Härte und eine wesentlich größere Dehnbarkeit aufweist, ist biegsam genug, um in völlig zufriedenstellender Weise das Glimmer tragende Material zu ersetzen. Unter den Polymermischungen, auf denen der Gummi basieren kann, befinden sich Äthylenpropylen-Copolymerisate, Polyurethan-Kautschuk, Polyester-Kautschuke und die in stärkerem Maße herkömmlich verwandten Styrol-Butadienkautschuke.

Es ist zu beachten, daß diese Polymerisate nach ihren physikalischen, im Gegensatz zu ihren chemischen Eigenschaften gewählt werden. Der Fachmann dürfte daher in der Lage sein, zahlreiche Polymerisate für diesen Zweck neben den bereits genannte.1 zu wählen.

Die Schicht aus der gehärteten Gummimischung weist eine Dicke zwischen 0.013 cm bis 0,051 cm auf, und die Dicke der Schutzzöllen beträgt zwischen 0,00063 cm und 0,013 cm. Die Gummimischung nimmt immer wenigstens etwa 80% der Dicke des gesamten Isolierbandes ein.

Ein weiterer Vorteil Jer Erfindung liegt in der besseren Haftung und — was besonders wichtig ist — einer Mischung, die schneller eine verläßliche Verbindung mit der Polymerfolie bildet. Allgemein sollte die 180°- Ab/iehfctigkeit der Verbindung des Gummis mit der Polymerfolic wenigstens 180 g/cm der Abziehlänge betragen (ASTMTest D903 bei einer Abziehgeschwindigkeit vor 30 cm pro Minute).

Die aus i-inem Polymermaterial bestehende Schutzabdeckung auf jeder Seite der Gummimischung besteht vorzugsweise aus Polyesieriercphthalat. das beispielsweise unter dem Harrielsnamen MYLAR von DuPunt erhältlich ist. oder aus Polypropylen, jedoch ist jede Polymerfolic. die die erforderlichen elektrischen und mechanischen Eigenschaften aufweist, verwendbar, wenn sie in der Lage ist, die erforderliche Klebverbindung mit der gewählten Gummimischung zu bilden.

Das erfindungsgemäße Wärmeisolierband auf Gumrnibasis, das für den .Aufbau elektrischer Leitungskabel verwandt werden kann, weist eine relativ weiche Gummimischung auf, die eine höhere Dehnung und eine bessere Haftung zeigt. Das hat den Vorteil, daß die Verwendung von Polymerfolien zur Schutzabdeckung jeder Oberfläche der Gummimischung möglich ist. Folglich ist der bei den bisher bekannten Wärmeisolierbändern verwandte Glimmerstaub nicht erforderlich.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt dieses Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen, teilweise geschnittcncn Ansicht.

Das in der Figur dargestellte, erfindungsgemäß aufgebaute Band 10 umfaßt zwei Schichten 12 aus Polyäthylenterephthalat, von denen jede eine Dicke von 0,0013 cm aufweist. Zwischen die Schichten 12 ist eine Schicht 14

aus einer Gummimischung geschichtet. Die Gummischicht ist 0,023 cm dick.
Die Gummischicht wurde vorzugsweise nach dem folgenden Rezept hergestellt:

Material

Handelsbezeichnung

Gewichtsanteil Zulieferfirma

Firestone Ind. Products Co. R.T.VanderbiltCo„ Inc. CabolCorp.
N. J. Zinc
Fisher Scientific
Stauffer Chemical
Naugatuck Chemical Company R. T. Vanderbilt Company Naugatuck Chemical Company Monsanto Company Pennsylvania Industrial Chemical Corp.

Dieses Rezept unterscheidet sich von dem bisher bekannten dadurch, daß eine beträchtliche Menge an Schlämmkreide und eine Menge der Muttermischung aus viel Styroikunstharz und SBR-Kautschuk sowie einige Zinkoxide fehlen. Darüber hinaus wird eine größere Menge von aromatischen Indenharzen (Picco Nr. 100) verwandt.

Die Herstellung und Härtung des Bandes erfolgt mit Hilfe bekannter, herkömmlicher Verarbeitungsprozesse.

	Gummi	FRS-1004	100.00
	Ton	Dixie	200.00
	Ruß SRF	Pelletex	1.00
10	Zinkoxid	K.-72	5.00
	Stearinsäure	U.S.P.	1.00
	Schwefel	Tube Brand	3.00
	Beschleuniger	Bcnzothiazyl Disulfide	2.00
	Beschleuniger	Tetraethylthiuram Disulfide	.035
15	Antiozonant	Sun Proof	3.00
	Antiozonant	Santoflex AW	2.00
	Harz.	Picco No. 100	25

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrisch und thermisch isolierendes Band zum Umwickeln eines Kabels, bestehend aus einer gehärteten Gummischicht mit beidseitig aufgebrachten Folien aus einem synthetischen Harzmaterial mit einem Schmelzpunkt oberhalb 149"C und einer minimalen Dehnbarkeit von 30%. wobei das Gummimalerial der Gummischicht eine -Shore-A-Härlc von 40 bis 75 Einheilen und eine Dehnbarkeit von 350 bis 1000% aufweist, die Folien eine Dicke zwischen 0.00063 cm und 0,013 cm und die Gumnii-schichi eine Dicke /wischen 0.013 cm und 0,051 cm aufweisen, die Dicke der Gumniisehichi wenigstens 80% der Dicke des Bands und die Abziehfestigkeit zwischen den beiden Folien und dem Gummimalerial wenigstens 180 g/cm beträgt

ίο

2. Elektrisch und thermisch isolierendes Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien

aus einer Polypropylen- oder Polyesterterephthalatfolie und das Materia! der Gummischichl aus einer gehärteten Styrol-Buladienmischung bestehen.