EP0151904B1 - Isolierte, elektrische Leitung - Google Patents

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EP0151904B1
EP0151904B1 EP19840810626 EP84810626A EP0151904B1 EP 0151904 B1 EP0151904 B1 EP 0151904B1 EP 19840810626 EP19840810626 EP 19840810626 EP 84810626 A EP84810626 A EP 84810626A EP 0151904 B1 EP0151904 B1 EP 0151904B1
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Huber and Suhner AG
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Definitions

  • halogen-free insulation materials e.g. Polyethylene or ethylene-propylene terpolymer used. It is also known that the solvent resistance and also the short-term temperature resistance of these materials can be improved by crosslinking. As is also known, the flame resistance of halogen-free insulation materials is at least largely achieved by adding metal hydrates (e.g. aluminum oxytrihydrate, magnesium hydroxide).
  • GB-A-1 583 956 describes insulated lines, the insulation of which is flame-retardant, halogen-free and two-layer.
  • the inner insulation layer consists of crosslinked olefin polymer filled with Al (OH 3)
  • the outer insulation layer is made of nylon 6, among other things.
  • nylon 6 is not flame-retardant and has a high moisture absorption, so it is not very suitable for the present purpose.
  • the aim of the present invention is to eliminate the disadvantages mentioned of the previously known heat-resistant, flame-retardant, halogen-free, insulated lines.
  • the material for the outer protective layer is selected more favorably, the abrasion resistance and the lubricity of the electrical line insulated in this way in two layers can also be improved.
  • the first insulation layer is advantageously produced in a thickness of approximately 0.2 to 2 mm, while the outer protective layer can be relatively thin and is generally approximately 0.1 to 0.5 mm.
  • a copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross section of 2.5 mm 2 and a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer made of «Radox filled with up to 50% aluminum oxytrihydrate -125 »copolymer (Radox R 125 is the registered trademark for polyolefin copolymers from Huber & Suhner AG), so that the outside diameter of the line was 3.6 mm.
  • the insulation layer was then crosslinked by exposure to high energy electron beams at a dose of 50 to 200 kGy (5 to 20 Mrad).
  • a 0.1 mm thick protective layer made of polyamide 6.6 (eg type Zytel R BK 157, supplier DuPont) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-insulated electrical line with an outer diameter of 3.8 mm was generated.
  • the double layer insulated line was stored in ASTM No. 2 mineral oil at a temperature of 100 ° C for 72 hours and in diesel oil at a temperature of 70 ° C for 168 hours. Immediately afterwards, the line was subjected to a winding test around a metal mandrel, the diameter of which corresponds to three times the line diameter, without the samples showing any change.
  • the flame retardancy test according to the publication IEC 332-1 was optimally fulfilled by the double-layer insulated cable.
  • a copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross section of 2.5 mm 2 and a diameter of 2.1 mm was coated in the usual way with a first insulation layer made of «Radox- filled with up to 50% aluminum oxytrihydrate. 125 »copolymer, so that the outer diameter of the line was 3.2 mm.
  • the isolation layer was then crosslinked by exposure to high energy electron beams at a dose of 50 to 200 kGy (5 to 20 Mrad).
  • a 0.3 mm thick protective layer made of L20H polyamide from Ems-Chemie AG was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-layer insulated electrical line with an outer diameter of 3.8 mm was produced.
  • Example 2 After storage in mineral oil and diesel oil, as described in Example 1, the lines according to Example 2 showed no changes.
  • Lines according to Examples 1 and 2 are also resistant to refrigerants (eg Freon R from DuPont.
  • Lines according to Example 2 are resistant to termite damage.
  • a copper strand made of 50 individual wires of 0.25 mm diameter with a total cross section of 2.5 mm 2 and a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer with up to approx. 50% Radox R- 125 filled with aluminum oxytrihydrate -Copolymer provided so that the outer diameter of the line was 3.2 to 3.4 mm.
  • the double-layer line is water-resistant in accordance with the requirements of the publication ICEA-S-68 and resistant to mineral oil and diesel oil, which - as described in Example 1 - was examined.
  • a copper strand made of 50 individual wires with a diameter of 0.25 mm and a total cross section of 2.5 mm 2 with a diameter of 2.1 mm was made in the usual way with a first insulation layer made of Radox R 125 filled with up to 50% aluminum oxytrihydrate -Copolymer provided so that the outer diameter of the line was 3.6 mm.
  • a 0.1 mm thick protective layer of aromatic polyether of the PEEK R type (from ICI) was placed on the electrical line thus obtained, so that a double-layer insulated electrical line with an outer diameter of 3.8 mm was produced.
  • Example 1 The abrasion test requirements as described in Example 1 were also met. Likewise those of the flame test according to the publication IEC 332-1.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung mit halogenfreier, wärmebeständiger und flammwidriger Isolation, welche verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen flüssige Medien und mechanische Beanspruchungen aufweist.
  • Für die Herstellung von isolierten, elektrischen Leitungen, die im Brandfall möglichst geringe Mengen Qualm und keine korrosiven und toxischen Gase freisetzen, werden bereits halogenfreie Isolationsmaterialien, z.B. Polyäthylen oder Äthylen-Propylen-Terpolymer verwendet. Ebenfalls bekannt ist, dass die Lösungsmittelbeständigkeit sowie auch die Kurzzeittemperaturbeständigkeit dieser Materialien durch Vernetzung verbessert werden kann. Die Flammwidrigkeit halogenfreier Isolationsmaterialien wird - wie ebenfalls bekannt ist - durch Zugabe von Metallhydraten (z.B. Aluminiumoxytrihydrat, Magnesiumhydroxid) mindestens weitgehend erreicht.
  • Elektrische Leitungen mit halogenfreien Isolationen, welche solche Hydrate enthalten, weisen jedoch gegenüber Leitungen mit hydratfreien Isolationsmaterialien den Nachteil einer verminderten Resistenz gegen gewisse flüssige Medien, z.B. flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, Mineralöl und Lösungsmittel auf. Das heisst, dass diese Isolationsmaterialien nach längerer Lagerung in Mineralölen, z.B. Öl ASTM Nr. 2, bzw. Treibstoffen, z.B. Benzin, im Vergleich zu hydratfreien Materialien stärker quellen und ihre mechanische Festigkeit stärker reduziert wird. Bei längerer Lagerung im Wasser neigen hydrathaltige Isolationsmaterialien ausserdem zu grösserer Wasseraufnahme. Dies führt zu einer Verschlechterung ihrer elektrischen Eigenschaften, namentlich zur Reduktion des Isolationswiderstandes und zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, was sehr unerwünscht ist.
  • Die GB-A-1 583 956 beschreibt isolierte Leitungen, deren Isolation flammwidrig, halogenfrei und zweischichtig ist. Die innere Isolationsschicht besteht aus mit AI(OH3 gefülltem, vernetztem Olefinpolymer, während die äussere Isolationsschicht u.a. aus Nylon 6 ist. Nylon 6 ist aber nicht flammwidrig und weist eine hohe Feuchtigkeitsaufnahme auf, ist für den vorliegenden Zweck also wenig geeignet.
  • Es ist ferner bekannt, Leitungen mit einer ersten Isolationsschicht aus thermoplastischem Polyvinylchlorid und einer zweiten Schicht aus Polyamid oder mit einer ersten Schicht aus Olefinpolymer und einer zweiten Schicht aus einem vernetzten Vinylidenfluoridcopolymer herzustellen. Diese zweischichtigen Isolationsmaterialien enthalten aber ebenfalls Halogene, die im Brandfall korrosive Gase bilden.
  • Ferner sind zweischichtige Isolationen, deren äussere Schicht eine Schutzwirkung ausübt, bekannt z.B. aus der DE-A-3 012 745 und der DE-B-2 807 406. Die erstere beschreibt feuchtigkeitsbeständige, gleitfähige Isolationen für elektromagnetische Anwendungen, wobei ein Polyamid, z. B. Polylaurinlactam, als Deckschicht auf eine wärmehärtbare Grundschicht aufgebraucht wird. Die letztere betrifft eine verbesserte äussere Schutzschicht bei der Isolation der elektrischen Anschlussleitung bei Haushaltsgeräten und empfiehlt dafür als Kunststoff ungesättigte Polyester (Vialkydlack) oder Polyimide.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die-erwähnten Nachteile der bisher bekannten wärmebeständigen, flammwidrigen, halogenfreien, isolierten Leitungen zu beheben. Dies gelingt dadurch, dass ein erstes halogenfreies Isolationsmaterial durch ein zweites Isolationsmaterial aus Polyamid 6.6, d.h. Polyhexamethylenadipamid oder Polyamid 12, d.h. Polylaurinlactam, einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterelastomer, z. B. HytrelR 4056 der Firma DuPont, oder einem aromatischen, halogenfreien Polyäther, wie PEEKR der Firma ICI, zusätzlich geschützt wird. Bei günstiger Wahl des Materials für die äussere Schutzschicht lässt sich überdies die Abriebfestigkeit und die Gleitfähigkeit der solcherart zweischichtig isolierten, elektrischen Leitung verbessern.
  • Die erste Isolationsschicht wird mit Vorteil in einer Dicke von ca. 0,2 bis 2 mm hergestellt, während die äussere Schutzschicht verhältnismässig dünn sein kann und im allgemeinen etwa 0,1 bis 0,5 mm beträgt.
    • Beispiel 1
  • Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm, wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminiumoxytrihydrat gefülltem «Radox-125» -Copolymer (RadoxR 125 ist das eingetragene Warenzeichen für Polyolefin-Copolymere der Firma Huber & Suhner AG) versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,6 mm betrug. Die lsolationsschicht wurde dann durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen mit einer Dosis von 50 bis 200 kGy (5 bis 20 Mrad) vernetzt. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,1 mm dicke Schutzschicht aus Polyamid 6.6 (z. B. Typ ZytelR BK 157, Lieferant DuPont) gelegt, so dass eine doppelt isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde.
  • Die doppelschichtig isolierte Leitung wurde während 72 Stunden in Mineralöl des Typs ASTM Nr. 2 bei einer Temperatur von 100°C und in Dieselöl wähend 168 Stunden bei einer Temperatur von 70°C gelagert. Unmittelbar anschliessend wurde die Leitung einer Wickelprüfung um einen Metalldorn, dessen Durchmesser dem dreifachen Leitungsdurchmesser entspricht, unterzogen, ohne dass dabei die Proben eine Veränderung aufwiesen.
  • Der Abtriebtest nach der deutschen Norm VG 95218, mit einer 0,3 mm dicken Klinge, belastet mit 0,6 kg, ergab bei 1000 Abriebhüben eine Abriebtiefe von maximal 0,2 mm, gegenüber 0,5 mm bei der ungeschützten Isolationsschicht.
  • Die Flammwidrigkeitsprüfung nach der Publikation IEC 332-1 wurde von der doppelschichtig isolierten Leitung bestens erfüllt.
    • Beispiel 2
  • Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminiumoxytrihydrat gefülltem «Radox-125»-Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,2 mm betrug. Die Isolationsschicht wurde dann durch die Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen mit einer Dosis von 50 bis 200 kGy (5 bis 20 Mrad) vernetzt. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,3 mm dicke Schutzschicht aus Polyamid vom Typ L20H der Firma Ems-Chemie AG gelegt, so dass eine doppelschichtig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde.
  • Die doppelschichtige Leitung wurde auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Wasser mit einer Temperatur von 75 °C gemäss der Publikation ICEA-S-68 geprüft (ICEA = Insulated Cable Engineers Association USA), wobei alle verlangten elektrischen Eigenschaftswerte eingehalten wurden.
  • Nach Lagerung in Mineralöl und Dieselöl, wie in Beispiel 1 beschrieben, zeigten die Leitungen gemäss dem Ausführungsbeispiel 2 keine Veränderungen.
  • Der Abriebtest wurde mit den gleichen Ergebnissen wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die Flammwidrigkeitsprüfung nach der Publikation IEC 332-1 wurde sicher erfüllt.
  • Leitungen nach den Beispielen 1 und 2 sind ausserdem beständig gegen Kältemittel (z.B. FreonR der Firma DuPont.
  • Leitungen nach Beispiel 2 sind beständig gegen Termitenfrass.
    • Beispiel 3
  • Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 und einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht mit bis zu ca. 50% mit Aluminiumoxytrihydrat gefülltem RadoxR-125 -Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,2 bis 3,4 mm betrug. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,2 bis 0,3 mm dicke Schutzschicht aus thermoplastischem Polyesterelastomer (z. B. Typ Hyt- relR 4056 der Firma DuPont) gelegt, so dass eine doppelschichtig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,6 bis 3,8 mm erzeugt wurde.
  • Die doppelschichtige Leitung ist wasserbeständig gemäss den Anforderungen der Publikation ICEA-S-68 und beständig gegen Mineralöl und Dieselöl, was - wie in Beispiel 1 beschrieben - untersucht wurde.
  • Die Anforderungen des Abriebtestes, wie in Beispeil 1 beschrieben, werden ebenfalls erfüllt.
  • Die Dauerwärmebeständigkeit der Leitung beträgt 125°C.
    • Beispiel 4
  • Eine Kupferlitze aus 50 Einzeldrähten von 0,25 mm Durchmesser mit einem Gesamtquerschnitt von 2,5 mm2 mit einem Durchmesser von 2,1 mm wurde auf übliche Art mit einer ersten Isolationsschicht aus mit bis zu ca. 50% mit Aluminiumoxytrihydrat gefülltem RadoxR 125 -Copolymer versehen, so dass der Aussendurchmesser der Leitung 3,6 mm betrug. Auf die so erhaltene elektrische Leitung wurde durch Extrusion eine 0,1 mm dicke Schutzschicht aus aromatischem Polyäther vom Typ PEEKR (der Firma ICI) gelegt, so dass eine doppelschichtig isolierte, elektrische Leitung mit einem Aussendurchmesser von 3,8 mm erzeugt wurde.
  • Die doppelschichtige Leitung ist wasserbeständig gemäss den Anforderungen der Publikation ICEA-S-68 und beständig gegen Mineralöl und Dieselöl und Benzin (Prüfung wie in Beispiel 1 beschrieben).
  • Die Anforderungen des Abriebtestes, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ebenfalls erfüllt. Ebenso diejenigen des Flammtestes nach der Publikation IEC 332-1.
  • Die Dauerwärmebeständigkeit der Leitung beträgt 125°C.

Claims (3)

1. Isolierte, elektrische Leitung mit flammwidriger, halogenfreier Isolation, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine innere Isolationsschicht aus halogenfreiem, vernetztem Polyolefin-Copolymer und eine äussere Schutzschicht aus Polyamid 6.6 oder Polyamid 12, einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterelastomer oder einem halogenfreien aromatischen Polyäther aufweist.
2. Isolierte, elektrische Leitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht aus einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterlastomer besteht.
3. Isolierte, elektrische Leitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht aus einem halogenfreien, aromatischen Polyäther besteht.
EP19840810626 1984-02-08 1984-12-17 Isolierte, elektrische Leitung Expired EP0151904B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH591/84A CH664230A5 (de) 1984-02-08 1984-02-08 Isolierte, elektrische leitung.
CH591/84 1984-02-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0151904A1 EP0151904A1 (de) 1985-08-21
EP0151904B1 true EP0151904B1 (de) 1988-10-26

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ID=4190542

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EP19840810626 Expired EP0151904B1 (de) 1984-02-08 1984-12-17 Isolierte, elektrische Leitung

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