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Thermoplastischer kautschukhaltiger Isolierstoff für elektrische Kabel
Als Isolierstoffe für elektrische Kabel werden neben Papier vor allem auch Guttapercha
und Balata in natürlichem oder entharztem Zustand, ferner Gutta-Gentsch, Gummi u.
dgl. verwendet. Man ist seit langem bemüht, diese Isolierstoffe durch andere Stoffe
zu ersetzen oder wenigstens zu verbessern, weil diese nicht allen Anforderungen
genügen. Papier kann man beispielsweise nur in den Fällen benutzen, in denen die
Isolierung noch von einer wasserdichten Hülle umgeben ist, die die Feuchtigkeitsaufnahme
des Papiers verhindert. Bei Fernmeldekabeln mit Luftraumisolierung ist Papier außerdem
noch deshalb ungeeignet, weil es insbesondere bei Fernmeldeseekabeln einen das Kabelgewicht
erheblich vergrößernden Stützkörper nötig macht. Gummi ist 'zwar, weniger hygroskopisch
als Papier, jedoch verändern sich seine Isoliereigenschaften sehr stark, wenn es
längere Zeit der Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Ein weiterer Nachteil von Gummi ist
der, daß seine Dielektrizitätskonstante und seine dielektrischen Verluste verhältnismäßig
hoch sind, so daß sich Gummi z. B. für Fernmeldekabelzwecke als Isolierstoff im
allgemeinen nicht hat einführen können. Guttapercha und Balata wiederum sind zwar
verhältnismäßig unhygroskopisch und wasserbeständig, jedoch wegen ihrer noch höheren
Dielektrizitätskonstante und dielektrischen Verluste für Fernmeldekabel, abgesehen
von ihrem höhen Preis, wenig geeignet. Es ist nun bereits bekannt, mit Füllstoffen
beschwerten Kautschukmischungen einen bestimmten ringförmigen festen Kohlenwasserstoff,
nämlich Naphthalin, zum Zwecke, der Herbeiführung einer innigen Mischung mit den
Füllstoffen und Verhütung der Luftblasenbildung in den Gemischen zuzusetzen. Ferner
kennt man die Eigenschaft der Halogen-Naphthaline, die Vereinigung von Kautschuk
mit dem zur Vulkanisation zugesetzten Schwefel oder anderen zur Vulkanisation zugesetzten
Stoffen zu einer festen Lösung zu erleichtern. Es ist ferner bekannt, Kautschuk
sölche Körper einzuverleiben, die den Kautschuk lösende oder mit diesem leicht homogen
mischbare Flüssigkeiten darstellen, sich beim Erwärmen polymerisieren und dabei
bei gewöhnlicher Temperatur feste Körper bilden. Diese dem Kautschuk zugesetzten,
beispielsweise aus Kumaron oder Inden bestehenden Körper können bei Verwendung von
synthetischem Kautschuk auch gemeinsam mit den für die Herstellung des synthetischen
Kautschuks verwendbaren Kohlenwasserstoffen polymerisiert werden. Ferner ist für
einen speziellen Kohlenwasserstoff, nämlich das Polystyrol, seit ungefähr zwei Jahrzehnten
die Mischung mit Gummi bekannt, um ihm Härte und Zähigkeit entsprechend der zugesetzten
Menge - zu geben und aus solcher Mischung mechanisch hochbeanspruchbare Körper herzustellen.
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Diese bekannten Mischungen haben, soweit
ihre Verwendung
für elektrische Kabel bereits erfolgte oder wenigstens beabsichtigt war, noch bestimmte
Nachteile. Sie enthalten
beiden Fällen eine Verschlechterung ; &e@ dielektrischen Eigenschaften herbeiführt.
"So= weit fremde Zusatzstoffe nicht benutzt wurden, wie z. B. bei dem Gummi-Polystyrol-Gemisch,
war eine Verwendungsmöglichkeit für elektrische Kabel bisher nicht bekannt. Das
geht auch daraus hervor, daß erst kürzlich der Vorschlag gemacht wurde, Polystyrol-Gummi-Gemische
als Dielektrikum für elektrische Kondensatoren zu verwenden.
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Gemäß der Erfindung wird für elektrische Kabel und insbesondere Fernmeldekabel,
z.B. Fernmeldeseekabel und Hochfrequenzkabel, ein thermoplastischer, kautschukhaltiger
Isolierstoff verwendet, der aus ringförmigen festen Kohlenwasserstoffen und natürlichem
Gummi mit hohem Kautschukgehalt und Reinheitsgrad besteht, die ohne Zusatz fremder
Füllstoffe und ohne gleichzeitige oder nachträgliche Strukturänderung, insbesondere
ohne Polymerisation oder Vulkanisation der Ausgangsstoffe, zusammengemischt sind.
Die Verwendung vön Gummi mit hohem Kautschukgehalt und hohem Reinheitsgrad ist für
sich betrachtet bereits bekannt, jedoch wußte man bisher nicht,- daß durch Vermischung
solchen Gummis mit ringförmigen festen Kohlenwasserstoffen ein Isolierstoff entsteht,
der neben besonders günstigen dielektrischen Eigenschaften, d. h. sehr kleiner Dielektrizitätskonstante
und dielektrischer Verluste, in genügendem Maß unhygroskopisch ist. Der neue Isolierstoff
ist trotz seiner Hochwertigkeit so billig, daß er gerade bei elektrischen Kabeln
mit ihrem großen Isolierstoffbedarf mit Vorteil verwendbar und insofern auch besser
geeignet ist als alle anderen bisher bekannten Isolierstoffe.
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Es empfiehlt sich, den Gehalt des Isolierstoffes an ringförmigen festen
Kohlenwasserstofen so groß zu machen, daß er mindestens To °/a beträgt. Man kann
mit dem Gehalt an ringförmigen festen Kohlenwasserstoffen , ziemlich hochgehen.
Bei einem Ausführungsbeispiel mit einem Verlustwinkel, der nur einen geringen Prozentsatz
des Verlustwinkels von Papier ausmacht, sind beispielsweise 3o Gewichtsprozent Gummi
und als Rest aphthalin vorhanden. Es ist wichtig, darauf zu achten, daß die Einzelbestandteile
der Mischung vor ihrer Vereinigung gründlich getrocknet werden. Falls erwünscht,
kann man die erfindungsgemäß isolierten Leiter elektrischer Kabel noch mit einer
besonderen wasserdichten Hülle, z. B. einem Bleimantel, umgeben.
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Um einen elektrischen Leiter mit dem Isolierstoff gemäß der Erfindung
zu isolieren, kann man zweckmäßig, beispielsweise unter Verwendung von Naphthalin,
in folgender Weise verfahren: Zunächst wird Reingummi mit dem Vulkanisationsmittel
gemischt, zu Bändern oder Platten geformt oder die Leiter selbst damit umgeben.
Nach der dann vorgenommenen Vulkansation wird das Naphthalin zugesetzt, und zwar
zweckmäßig in der Weise, daß man die Gummimischung mit geschmolzenem Naphthalin
durchtränkt, so daß eine Quellung der Mischung eintritt. Eine Strukturänderung des
Gummis wird dabei während oder nach dem Naphthalinzusatz nicht. mehr bewirkt. -