EP0646936A1 - Insulated conductor, cable or insulating pipe and process for manufacturing insulation - Google Patents

Insulated conductor, cable or insulating pipe and process for manufacturing insulation Download PDF

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EP0646936A1
EP0646936A1 EP94115433A EP94115433A EP0646936A1 EP 0646936 A1 EP0646936 A1 EP 0646936A1 EP 94115433 A EP94115433 A EP 94115433A EP 94115433 A EP94115433 A EP 94115433A EP 0646936 A1 EP0646936 A1 EP 0646936A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
insulating layer
insulation
conductor
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94115433A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Ing. Fischer
Wilfried Reissenweber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0646936A1 publication Critical patent/EP0646936A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/46—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes silicones
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/292—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat

Definitions

  • the invention relates to a conductor with at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside.
  • a conductor of this type is known from EP 0 151 904 A1.
  • a copper strand made of individual wires is surrounded by an inner insulation layer made of halogen-free, crosslinkable polyolefin copolymer, to which metal hydrates have been added.
  • the inner insulation layer is then crosslinked and then an outer protective layer made of a polyamide, a thermoplastic, halogen-free polyester elastomer or a halogen-free aromatic polyether such as e.g. Polyether ether ketone applied by extrusion.
  • the production of this known two-layer insulation is difficult and complex in practice.
  • a cable or a line is known, the two-layer insulation of which is formed by an inner silicone rubber layer and for the mechanical protection of which an outer cover, such as a polyester protective cover, is formed.
  • the inner silicone rubber layer requires complex vulcanization crosslinking, which requires separate operations. Their further processing is, for example, due to their low Notch strength or critical, for example, due to their tendency to depolymerize (soften).
  • the polyester protective cover can only be adjusted insufficiently or not at all flame retardant.
  • the object of the invention is to better adapt the insulation of a conductor, cable or insulating tube to the practical requirements in production and normal operation and / or in the event of a fire. According to the invention, this object is achieved in the case of a conductor of the type mentioned at the outset in that the inner insulating layer contains a polyolefin polymer and the second insulating layer provided further outside contains an organic silicone polymer.
  • the second insulating layer provided further outside, which contains a silicone-organic polymer, in particular a polyetherimide-siloxane copolymer, ensures that desired properties of a two- or multi-layer insulation for normal operation and / or in the event of a fire can be improved , such as: abrasion resistance, resistance, flame resistance, low smoke density, little or no elimination of corrosive or toxic gases (halogen-free), insulation or function maintenance, etc.
  • the outer insulating layer acts as a protective layer for the inner insulating layer, so that the primary cladding is far lower requirements with regard to their material properties are to be made.
  • the invention further relates to a cable with a cable sheath containing at least one inner insulation layer and at least one second insulation layer provided further out, which is characterized in that the inner insulation layer of the cable sheath is a polyolefin polymer and the further outer insulation layer provided is a silicone contains organic polymer.
  • the invention also relates to an insulating tube with an insulation containing at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside, which is characterized in that the inner insulating layer is a polyolefin polymer and the second insulating layer provided further outside is a silicone-organic polymer contains.
  • the invention further relates to a method for producing insulation with at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside, which is characterized in that the inner insulating layer containing a polyolefin polymer with the second insulating layer containing a silicone-organic polymer is co-extruded.
  • Figure 1 shows an inventive two-layer insulation for a conductor KE.
  • the insulated conductor itself is labeled IL1.
  • Elongated, electrical and / or optical transmission elements such as, for example, preferably metallic wires (copper wires), ribbon cables, landlines, optical fibers, etc. are preferably suitable as conductors (wires).
  • the conductor can preferably be combined by individual transmission elements or by several individual ones Transmission elements (such as in the form of a stranded wire) are formed.
  • An electrical wire, preferably a copper wire, with an approximately circular cross-section is provided as the conductor KE in FIG. 1, which is surrounded by an inner insulating layer IS1.
  • conductors of different cross-sectional shapes such as, for example, a square, trapezoidal or other profile, as well as different diameters or cross-sectional widths, can advantageously be surrounded with an insulation according to the invention.
  • This inner insulation layer IS1 forms an insulating primary covering for the conductor KE.
  • Inner insulation layer IS1 is a first inner insulation layer IS1:
  • an extrudable plastic material is preferably chosen that can be extruded onto the conductor KE in a simple manner.
  • the material for the inner insulating layer IS1 contains a polyolefin polymer, in particular a copolymer, to which additives or fillers can optionally be added.
  • a polyethylene (PE) polymer compound is preferably suitable as an insulating compound for the inner layer IS1.
  • the additives can preferably be metal hydrates (such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide), stabilizers, lubricants, waxes, activators, antioxidants, paint, etc.
  • polyolefin composition is therefore preferably also understood to mean plastic insulating compositions which do not consist 100% of polyolefins, but instead contain additives.
  • the proportion by weight of these additives is expediently such that characteristic properties of the polyolefin compositions, such as their good processability, are largely ensured.
  • An oxygen index ⁇ 33 is preferably set.
  • the primary insulation is preferably adapted to the requirements of a halogen-free, heat-resistant insulating mixture or material combination in accordance with the regulation VDE 0207, part 23, mixture type HY2 or part 24, draft from 12.1989 HM4.
  • Polyolefins are understood to mean polymers with olefin hydrocarbons, especially ethylene (polyethylene PE), propylene (polypropylene PP), isobutylene, buthene, pentene, methyl pentene, polyvinyl acetate (PVA), ethylene propylene “rubber” (EPR), etc .
  • Polyolefin copolymers such as Ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), LLDPE ("linear low density” PE), LDPE, EPDM (ethylene propylene terpolymer) or so-called thermoplastic elastomers ("thermoplastic rubber” from, for example, from Uniroyal / Shell) ). TPE / TPR etc.
  • the inner insulating layer preferably has an Sauer (Oxygen) index of at least 33, in particular between 36 and 40. It is preferably heat-resistant up to an operating temperature of 90 ° C and is hardly flame-burning or burning.
  • Sauer Oxygen
  • the inner insulation layer IS1 for example, the following blends were carried out and tested with particular success:
  • EVA Ethylene vinyl acetate copolymer
  • Elastomer eg "Buna" 6% Alu hydroxide 62% Waxes / lubricants 2.5% Activator 0.5% Stabilizers / antioxidants 2% colour 2%
  • At least 50% by weight of metal hydrates are preferably added to the polyolefin insulating compositions for the inner insulating layer IS1, in order, if appropriate to be able to guarantee a particularly thick ash crust.
  • the other additives are preferably added to the polyolefin insulating composition in a weight fraction of at most 25%, in particular at most 15%.
  • the inner insulating layer IS1 can be produced particularly inexpensively.
  • a second, outer insulating layer AS1 in particular by extrusion, is applied directly to the inner insulating layer IS1, so that a two-layer insulation is formed.
  • the plastic insulating material for the outer insulating layer AS1 essentially contains a silicone-organic polymer or plastomer.
  • a silicone-polyimide copolymer is particularly suitable as the organic silicone compound, particularly preferably a polyetherymide / siloxane copolymer, e.g. under the trade name "Siltem” from General Electric.
  • material combinations or mixtures (blends) such as e.g. of polyetherymides and silicone-polyimide copolymer useful.
  • the silicone-organic, plastomeric molding compound of the outer insulating layer AS1 is distinguished in particular by the fact that it is particularly flame-retardant and prevents or prevents flame propagation along the longitudinal extension of the conductor KE in a particularly reliable manner. At the same time, it minimizes the moisture / liquid absorption of the two-layer insulation, which would otherwise be detrimental to the mechanical and / or electrical properties, such as a reduction in the insulation resistance or an increase in the dielectric constant. Swelling and thus a reduction in the mechanical strength of the two-layer insulation is essentially avoided.
  • the outer insulating layer AS1 advantageously improves the mechanical properties of the two-layer insulation. In particular, it helps it to be more robust and notch resistant.
  • the outer insulating layer AS1 ensures in particular that the double-insulated conductor has a tear-elongation behavior below 250% elongation. In this way, the outer insulating layer AS1 advantageously also forms a mechanical protective layer for the inner insulating layer IS1.
  • the outer insulating layer AS1 preferably has an oxygen index of at least 49.
  • FRNC flame retarding non corosive
  • the two-layer structure on the other hand, with an inner layer IS1 with a polyolefin insulating compound and with an outer insulating layer AS1, which has a silicone-organic polymer compound, preferably polyetherymide / siloxane copolymer, largely ensures that in the event of fire, flame spread is avoided and the insulation -respectively. Function maintenance of the line is largely ensured.
  • the two-layer insulation according to the invention is characterized in particular by the fact that it is very robust and notch-resistant, not sensitive to moisture and to a certain extent resistant to chemicals, and is not rough, i.e. has a smooth surface for easy handling.
  • the two-layer insulation according to the invention can advantageously already be achieved with an outer insulating layer or casing AS1 which is thinner than the inner insulating layer or primary layer IS1.
  • the inner layer IS1 is advantageously 3 to 5 times thicker than the outer layer AS1.
  • the outer insulating layer AS1 for communication wires, in particular copper wires (electrical and / or optical transmission elements) is expediently between 0.05 and 0.2 mm thick.
  • the inner insulating layer IS1 expediently has a wall thickness between 0.25 and 0.6 mm, preferably between 0.25 and 0.45 mm.
  • a toothing is optionally provided in the boundary region of the two layers, ie an intimate positive fit is expediently set between the two insulating layers.
  • lengthways extending grooves provided on the top of the inner layer IS1 of Figure 1.
  • Bulges of complementary cross-section engage in these in a form-fitting manner on the inside of the outer layer AS1.
  • this interlocking is indicated schematically by the fact that the outer contour or outer surface of the inner layer IS1 is provided with indentations and protuberances (corrugations). Your outer surface is roughened or structured.
  • the inner contour or inner surface of the outer layer AS1 is matched as precisely as possible to this non-smooth outer contour profile of the inner layer IS1, so that a largely positive connection or adhesion is achieved.
  • This form-fitting connection of the two insulating layers can be carried out regularly or alternatively in a particularly expedient manner seen around the circumference.
  • the toothing or adhesion can be carried out with respect to the longitudinal axis of the conductor KE preferably approximately axially parallel, helical, meandering or in some other way.
  • the toothing depth of the communication wires (conductors) is chosen between 5 and 150 ⁇ m. In the case of high-voltage wires (conductors), a tooth depth between 10 and 500 ⁇ m is advisable.
  • the positive locking of the two insulating layers IS1, AS1 largely ensures that the chemical / physical properties of the individual layers can be used in a targeted manner and, overall, lead to improved thermal and / or electrical insulation behavior in this special composite. Furthermore, a positive connection is particularly advantageous because the thermoplastics generally used here for the inner and outer insulating layers are materials of "incompatible polymer structures".
  • the flame-retardant, halogen-free wire insulation according to the invention is particularly useful with the aid of a special coextrusion process manufactured.
  • this proves to be particularly economical.
  • it also has technical advantages which consist, for example, in that both layers of the insulation bond to one another already in the melt state, without the separating layers of the two substances coming into contact with another medium. Since the two materials of the primary shell and the outer layer are so-called "polymers with incompatible structures", they generally do not weld. It therefore proves to be an advantage, particularly in the case of the layer thicknesses mentioned in the invention, if the special design of the coextrusion tool is aimed at a positive connection. Such positive locking is achieved by interlocking the two layers with one another. Tooth shape and frequency can advantageously be influenced by the tool design.
  • a special coextrusion spray head with melt channels of variable design preferably designed according to P 41 31 622.3, is particularly suitable for this application with a specifically applied positive connection or, if appropriate, also for smooth insulating or separating layers.
  • the layer thicknesses of this two-layer insulation can advantageously be varied in a ratio of 3: 1 to 5: 1 (IS1: AS1).
  • IS1: AS1 the chemical / physical properties of the two individual insulating materials
  • the chemical / physical properties of the two individual insulating materials can advantageously be combined in a targeted manner and adapted to the respectively required specifications for insulated conductors, cables or insulating tubes.
  • the coextrusion device is expediently designed so that the melt of the polyolefin copolymer of the inner layer is not thermally damaged by the processing temperature, for example of the silicone-polyamide copolymer of the outer layer, which is approximately 100 ° C. during the continuous process. Thermal damage would in fact negatively influence the chemical / physical properties and the flame resistance of the copolymer of the primary layer which melts at a low temperature level.
  • inner layer IS1 For formulations for the primary casing (inner layer IS1) with material combinations of EVA, PE or LLDPE (Linear Low Density PE) and metal hydrates, as well as special metal deactivators, stabilizers, antioxidants and possibly crosslinking agents, it is also advantageously possible to use the inner and / or outer layer Network IS1, AS1.
  • Crosslinking is done with high-energy rays (X-Ray crosslinking) and improves the heat resistance of the inner shell.
  • the cross-linked inner layer can withstand temperatures for a short time, which are preferably above the melting and softening points of the polyolefin materials.
  • the outer shell or layer AS1 can withstand a maximum operating temperature of approximately 150 ° C.
  • a wire H 0.8 / 1.6 (cf. Table 1) with a primary layer of 0.3 mm and an outer skin layer AS1 of 0.1 mm is crosslinked and expediently irradiated with a radiation dose of 250 kGy.
  • the mechanical and thermal properties of this cross-linked two-layer insulation advantageously correspond to VDE 0207 / Part 23 / HY1.
  • the conductors isolated according to the invention advantageously pass all single-wire disconnection tests according to: VDE 0472, part 804, test type A IEC 332-2 UL 1581 Section 1060 Vertical Flame Test UL 1581 Section 1080 VW1 (Vertical Wire) Flame Test
  • the fire behavior of thin communication cores such as those used in the usual structures for installation and indoor cables (e.g. according to VDE 0815) for switching cables (e.g. according to VDE 0813), For Control, control and regulating cables (e.g. according to VDE 0815), for jumper wires (according to VDE 0812) and stranded wires (e.g. according to VDE 0881) are used much more critically.
  • FRNC flame retandend non corrosive
  • the outer insulating layer AS1 contains a silicone-organic polymer, in particular a polyetherymide-siloxane copolymer
  • a silicone-organic polymer in particular a polyetherymide-siloxane copolymer
  • the flame retardancy or the ignition behavior can be easily explained using known examples: a wood chip burns much faster than a log, a telephone book can be lit much faster than a single sheet .
  • the formation of an ash crust with insulation retention in the event of fire is also advantageously possible in the case of thin-walled communication cable cores by the insulation layer structure according to the invention
  • the insulating layer structure according to the invention can also advantageously be transferred to thicker structures such as, for example, high-voltage wires or cable sheaths, insulating tubes, insulating sleeves, etc.
  • FIG. 2 shows a cable KB according to the invention, the cable sheath KM of which surrounds at least one, preferably several, insulated conductors IL1 to ILn.
  • the insulated conductors IL1 to ILn can each be designed analogously to the conductor IL1 of FIG. 1 which is insulated according to the invention.
  • the insulated conductors IL1 to ILn can be loosely, combined into a bundle, for example by stranding, or can be inserted in the outer jacket KM as a cable core in some other way.
  • the insulated conductors IL1 to ILn are drawn essentially parallel next to one another for the sake of simplicity.
  • the outer sheath KM is designed as a flame-retardant, halogen-free two-layer plastic insulation (insulating or layer sheath), which the insulated conductors IL1 to ILn in FIG. 2, for example with a free space (gap, ie with play). If necessary, the free space can also be dispensed with or a flame-resistant filler or a powder can also be introduced into it.
  • the KM cable sheath is designed as flame-retardant, halogen-free two-layer insulation.
  • a material composition is expediently chosen which corresponds in each case to that of the insulating layers IS1 and AS1 from FIG. 1.
  • the cable sheath KM of the cable KB can thus preferably be constructed in the same way as the two-layer insulation for the conductor KE of FIG. 1.
  • the wall thickness of the outer insulating layer AS2 in the cable sheath KM according to the invention is expediently dimensioned between 30 and 75% thinner than the inner insulating layer IS2.
  • the inner insulating layer IS2 advantageously has a layer thickness between 0.3 and 0.5 mm.
  • the layer thickness of the outer insulating layer AS2 is preferably chosen between 0.08 and 0.2 mm.
  • This two-layer sheath can particularly preferably be used for thin cable structures which only allow a limited sheath wall thickness.
  • Such a dimensioned cable sheath is, in addition to the usual cable core diameters, particularly suitable for cable core diameters between 2.8 and 7.5 mm.
  • Applications are still fiber optic cables and copper cables for special wiring in control cabinets, distributors, etc.
  • flame-retardant, halogen-free insulating pipes can also be manufactured, for example in the form of hoses.
  • the dimensioning is preferably essentially identical to the cable jacket dimensions.
  • the inner insulation layer IS1 may not be provided entirely on the inside, but further outside in the construction of a multi-layer insulation sleeve or an insulation jacket, i.e. the inner insulating layer IS1 then surrounds at least one coating layer lying further inside.
  • This cladding layer can, for example, be a dielectric cladding, a shield made of conductive plastic material, e.g. PE filled with soot, metal particles, strapping, conductive layer, etc.
  • the two insulating layers of FIG. 1 and FIG. 2 are preferably arranged in a multi-layer insulating sheath or cable sheath.
  • more than one inner insulating sleeve (such as IS1 in FIG. 1) and / or more than one outer insulating sleeve (such as AS1 in FIG. 1) can be provided in the construction of such a multilayer sleeve, that is to say the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 can also be transferred to multi-layer structures of envelopes with at least one inner insulating sleeve and at least one outer insulating sleeve located further out.
  • outer insulating sleeve has corresponding material compositions and thus similar or identical material properties to the outer insulating sleeve AS1 or AS2 of FIGS. 1 and 2.
  • an inner insulating sleeve used in this way is designed in accordance with that of FIGS. 1 and 2 (IS1, IS2).
  • IS1, IS2 inner insulating sleeve used in this way
  • wires in high-voltage cables which must have a defined insulation retention in the event of a fire (e.g. over 180 minutes), can have a transverse braiding made of mica or glass silk tape on the conductor (KE of Figure 1).
  • An insulating mixture corresponding to IS1 (FIG. 1) e.g. filled PE copolymer mixture
  • IS1 e.g. filled PE copolymer mixture
  • the outer shell or layer is expediently 1/5 to 1/3 thinner than the inner shell.
  • the wall thickness for the inner layer is expediently chosen between 0.6 mm and 2 mm.
  • Its outer insulating layer expediently has a wall thickness between 0.2 and 0.5 mm.
  • the inner insulating layer and the outer insulating layer may also be expedient to provide at least one intermediate layer between the inner insulating layer and the outer insulating layer (cf. FIG. 1: IS1, AS1).
  • This intermediate layer is not shown in FIGS. 1 and 2.
  • the intermediate layer can advantageously be used, for example, for electrical insulation, tensile strengthening, testing, etc.
  • the outer insulation layer is provided further outside in the structure of the heat-resistant insulation and forms a second insulation layer.
  • This outer layer of insulation can advantageously be followed by further cladding or cladding layers, which can optionally be constructed again in accordance with the inner and outer insulating layers of FIGS. 1 and 2.

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Abstract

A conductor (KE) is surrounded by an inner insulating layer (IS1), containing a polyolefin polymer, to which there is applied further towards the outside an outer insulating layer (AS1), with a silicone-organic polymer. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Leiter mit mindestens einer inneren Isolierschicht und mindestens einer weiter außen vorgesehenen, zweiten Isolierschicht.The invention relates to a conductor with at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside.

Ein Leiter dieser Art ist aus der EP 0 151 904 A1 bekannt. Eine Kupferlitze aus Einzeldrähten wird mit einer inneren Isolationsschicht aus halogenfreiem, vernetzbarem Polyolefin-Copolymer umgeben, dem Metallhydrate zugesetzt sind. Anschließend wird die innere Isolationsschicht vernetzt und dann darüber eine äußere Schutzschicht aus einem Polyamid, einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterelastomer oder einem halogenfreien aromatischen Polyether wie z.B. Polyether-Etherketon durch Extrusion aufgebracht. Die Fertigung dieser bekannten Zweischichtisolierung ist in der Praxis erschwert sowie aufwendig. So sind z.B. insgesamt drei separate Arbeitsgänge erforderlich: Extrusion der inneren Isolationsschicht auf den Leiter, Vernetzung der inneren Isolationsschicht und anschließend Extrusion der äußeren Isolationsschicht. Weiterhin ist die Verwendung von Polyether-Etherketon für die äußere Isolationsschicht kritisch, da bereits bei deren Extrusion die Metallhydrate der inneren Isolationsschicht ungewollt reagieren und Wasser abspalten können.A conductor of this type is known from EP 0 151 904 A1. A copper strand made of individual wires is surrounded by an inner insulation layer made of halogen-free, crosslinkable polyolefin copolymer, to which metal hydrates have been added. The inner insulation layer is then crosslinked and then an outer protective layer made of a polyamide, a thermoplastic, halogen-free polyester elastomer or a halogen-free aromatic polyether such as e.g. Polyether ether ketone applied by extrusion. The production of this known two-layer insulation is difficult and complex in practice. For example, A total of three separate operations are required: extrusion of the inner insulation layer onto the conductor, cross-linking of the inner insulation layer and then extrusion of the outer insulation layer. Furthermore, the use of polyether ether ketone for the outer insulation layer is critical, since even when it is extruded, the metal hydrates of the inner insulation layer react unintentionally and can split off water.

Aus der DE 29 43 236 A1 ist ein Kabel oder eine Leitung bekannt, deren Zweischicht-Isolierung durch eine innere Silikongummi-Schicht und zu deren mechanischen Schutz eine äußere Hülle, wie z.B. eine Polyester-Schutzhülle, gebildet ist. Die innere Silikongummi-Schicht erfordert eine aufwendige Vulkanisation-Vernetzung, die getrennte Arbeitsgänge erforderlich macht. Ihre Weiterverarbeitung ist z.B. aufgrund ihrer geringen Kerbfestigkeit oder z.B. auch aufgrund ihrer Neigung zur Depolymerisation (Erweichung) kritisch. Zudem kann die Polyester-Schutzhülle nur unzureichend oder gar nicht flammwidrig eingestellt werden.From DE 29 43 236 A1 a cable or a line is known, the two-layer insulation of which is formed by an inner silicone rubber layer and for the mechanical protection of which an outer cover, such as a polyester protective cover, is formed. The inner silicone rubber layer requires complex vulcanization crosslinking, which requires separate operations. Their further processing is, for example, due to their low Notch strength or critical, for example, due to their tendency to depolymerize (soften). In addition, the polyester protective cover can only be adjusted insufficiently or not at all flame retardant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Isolierung eines Leiters, Kabels oder Isolierrohrs besser den praktischen Anforderungen im Fertigungs- sowie Normalbetrieb und/oder im Brandfall anzupassen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Leiter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die innere Isolierschicht ein Polyolefin-Polymer und die weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht ein Silikon-organisches Polymer enthält.The object of the invention is to better adapt the insulation of a conductor, cable or insulating tube to the practical requirements in production and normal operation and / or in the event of a fire. According to the invention, this object is achieved in the case of a conductor of the type mentioned at the outset in that the inner insulating layer contains a polyolefin polymer and the second insulating layer provided further outside contains an organic silicone polymer.

Durch die innere Isolierschicht ist für den Leiter eine isolierende Primärumhüllung gebildet. Die weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht, die ein Silikon-organisches Polymer, insbesondere ein Polyetherimid-Siloxan-Copolymer enthält, sorgt dafür, daß gewünschte Eigenschaften einer Zwei- oder Mehrschicht-Isolierung für den Normalbetrieb und/oder für den Brandfall verbessert eingestellt werden können, wie z.B.: Abriebfestigkeit, Beständigkeit, Flammwidrigkeit, geringe Rauchdichte, geringe oder keine Abspaltung korrosiver oder giftiger Gase (halogenfrei), Isolations- bzw. Funktionserhalt usw. Die äußere Isolierschicht wirkt dabei als Schutzschicht für die innere Isolierschicht, so daß an die Primärumnüllung weit geringere Anforderungen hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften zu stellen sind.An insulating primary covering is formed for the conductor by the inner insulating layer. The second insulating layer provided further outside, which contains a silicone-organic polymer, in particular a polyetherimide-siloxane copolymer, ensures that desired properties of a two- or multi-layer insulation for normal operation and / or in the event of a fire can be improved , such as: abrasion resistance, resistance, flame resistance, low smoke density, little or no elimination of corrosive or toxic gases (halogen-free), insulation or function maintenance, etc. The outer insulating layer acts as a protective layer for the inner insulating layer, so that the primary cladding is far lower requirements with regard to their material properties are to be made.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kabel mit einem Kabelmantel enthaltend mindestens eine innere Isolierschicht und mindestens eine weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Isolierschicht des Kabelmantels ein Polyolefin-Polymer und die weitere außen vorgesehene, zweite Isolierschicht ein Silikon-organisches Polymer enthält.The invention further relates to a cable with a cable sheath containing at least one inner insulation layer and at least one second insulation layer provided further out, which is characterized in that the inner insulation layer of the cable sheath is a polyolefin polymer and the further outer insulation layer provided is a silicone contains organic polymer.

Die Erfindung betrifft auch ein Isolierrohr mit einer Isolierung enthaltend mindestens eine innere Isolierschicht und mindestens eine weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Isolierschicht ein Polyolefin-Polymer und die weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht ein Silikon-organisches Polymer enthält.The invention also relates to an insulating tube with an insulation containing at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside, which is characterized in that the inner insulating layer is a polyolefin polymer and the second insulating layer provided further outside is a silicone-organic polymer contains.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierung mit mindestens einer inneren Isolierschicht und mindestens einer weiter außen vorgesehenen, zweiten Isolierschicht , welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die ein Polyolefin-Polymer enthaltende, innere Isolierschicht mit der zweiten ein Silikon-organisches Polymer enthaltenden Isolierschicht koextrudiert wird.The invention further relates to a method for producing insulation with at least one inner insulating layer and at least one second insulating layer provided further outside, which is characterized in that the inner insulating layer containing a polyolefin polymer with the second insulating layer containing a silicone-organic polymer is co-extruded.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Other developments of the invention are given in the subclaims.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its developments are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
schematisch im Querschnitt einen erfindungsgemäß isolierten Leiter, und
Fig. 2
schematisch in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäß isoliertes Kabel.
Show it:
Fig. 1
schematically in cross section an insulated conductor according to the invention, and
Fig. 2
schematically in perspective an isolated cable according to the invention.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zweischicht-Isolierung für einen Leiter KE. Der isolierte Leiter selbst ist mit IL1 bezeichnet. Als Leiter (Adern) kommen vorzugsweise langgestreckte, elektrische und/oder optische Übertragungselemente wie z.B. vorzugsweise metallische Drähte (Kupfer-Adern), Bandleitungen, Stegleitungen, Lichtwellenleiter, usw. in Frage. Der Leiter kann dabei bevorzugt durch einzelne Übertragungselemente oder durch mehrere einzelne, zusammengefaßte Übertragungselemente (wie z.B. in Form eines Litzenleiters) gebildet sein. Als Leiter KE in Figur 1 ist ein elektrischer Draht, vorzugsweise eine Kupfer-Ader, mit etwa kreisrundem Querschnitt vorgesehen, die von einer inneren Isolierschicht IS1 direkt anliegend umgeben ist. Genauso können auch vorteilhaft Leiter unterschiedlicher Querschnittsformen wie z.B. viereckigem, trapez- oder sonstigem Profil sowie unterschiedlichen Durchmessern bzw. Querschnittsbreiten mit einer erfindungsgemäßen Isolierung umgeben werden. Dabei bildet diese innere Isolationsschicht IS1 eine isolierende Primärumhüllung für den Leiter KE.Figure 1 shows an inventive two-layer insulation for a conductor KE. The insulated conductor itself is labeled IL1. Elongated, electrical and / or optical transmission elements such as, for example, preferably metallic wires (copper wires), ribbon cables, landlines, optical fibers, etc. are preferably suitable as conductors (wires). The conductor can preferably be combined by individual transmission elements or by several individual ones Transmission elements (such as in the form of a stranded wire) are formed. An electrical wire, preferably a copper wire, with an approximately circular cross-section is provided as the conductor KE in FIG. 1, which is surrounded by an inner insulating layer IS1. In the same way, conductors of different cross-sectional shapes, such as, for example, a square, trapezoidal or other profile, as well as different diameters or cross-sectional widths, can advantageously be surrounded with an insulation according to the invention. This inner insulation layer IS1 forms an insulating primary covering for the conductor KE.

Innere Isolierschicht IS1:Inner insulation layer IS1:

Für die innere Isolierschicht IS1 wird vorzugsweise ein extrudierbares Kunststoff-Material gewählt, daß in einfacher Weise auf den Leiter KE aufextrudiert werden kann. Dazu enthält das Material für die innere Isolierschicht IS1 ein Polyolefin-Polymer, insbesondere -Copolymer, dem gegebenenfalls Zusatzstoffe bzw. Füllstoffe beigefügt sein können. Bevorzugt eignet sich als Isoliermasse für die innere Schicht IS1 ein Polyethylen (PE)-Polymer-Compound. Die Zusatzstoffe können bevorzugt Metallhydrate (wie z.B. Aluminium-Hydroxyd, Magnesium-Hydroxyd), Stabilisatoren, Gleitmittel, Wachse, Aktivatoren, Antioxydantien, Farbe, usw. sein. Unter dem Begriff "Polyolefin-Masse" werden hier also vorzugsweise auch solche Kunststoff-Isoliermassen verstanden, die nicht zu 100 % aus Polyolefinen bestehen, sondern Zusatzstoffe aufweisen. Der Gewichtsanteil dieser Zusatzstoffe wird dabei zweckmäßigerweise so bemessen, daß charakteristische Eigenschaften der Polyolefin-Massen wie z.B. deren gute Verarbeitbarkeit weitgehend gewährleistet bleibt. Vorzugsweise wird ein Oxygenindex ≧ 33 eingestellt. Bevorzugt wird die Primärisolierung den Anforderungen an eine halogenfreie, hitzebeständige Isoliermischung bzw. Materialkombination entsprechend der Vorschrift VDE 0207, Teil 23, Mischungstyp HY2 bzw. Teil 24, Entwurf vom 12.1989 HM4, angepaßt.For the inner insulation layer IS1, an extrudable plastic material is preferably chosen that can be extruded onto the conductor KE in a simple manner. For this purpose, the material for the inner insulating layer IS1 contains a polyolefin polymer, in particular a copolymer, to which additives or fillers can optionally be added. A polyethylene (PE) polymer compound is preferably suitable as an insulating compound for the inner layer IS1. The additives can preferably be metal hydrates (such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide), stabilizers, lubricants, waxes, activators, antioxidants, paint, etc. The term "polyolefin composition" is therefore preferably also understood to mean plastic insulating compositions which do not consist 100% of polyolefins, but instead contain additives. The proportion by weight of these additives is expediently such that characteristic properties of the polyolefin compositions, such as their good processability, are largely ensured. An oxygen index ≧ 33 is preferably set. The primary insulation is preferably adapted to the requirements of a halogen-free, heat-resistant insulating mixture or material combination in accordance with the regulation VDE 0207, part 23, mixture type HY2 or part 24, draft from 12.1989 HM4.

Unter Polyolefinen werden dabei Polymerisate mit Olefin-Kohlenwasserstoffen verstanden, vor allen des Ethylens (Polyethylens PE), des Propylens (Polypropylens PP), des Isobutylens, Buthens, Penthens, Methylpenthens, Polyvenylacetat (PVA), Ethylenpropylen-"rubber" (EPR) usw., Polyolefin-Copolymerisate, wie z.B. Ethylen-Propylen-Copolymerisat, Ethylenvinylazetat-Mischpolymerisat (EVA), LLDPE ("linear low density" PE), LDPE, EPDM (Äthylenpropylen-Terpolymerisat) oder sogenannte thermoplastische Elastomere ("thermoplastic rubber" von z.B. der Fa. Uniroyal/Fa. Shell). TPE/TPR usw.Polyolefins are understood to mean polymers with olefin hydrocarbons, especially ethylene (polyethylene PE), propylene (polypropylene PP), isobutylene, buthene, pentene, methyl pentene, polyvinyl acetate (PVA), ethylene propylene "rubber" (EPR), etc ., Polyolefin copolymers, such as Ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), LLDPE ("linear low density" PE), LDPE, EPDM (ethylene propylene terpolymer) or so-called thermoplastic elastomers ("thermoplastic rubber" from, for example, from Uniroyal / Shell) ). TPE / TPR etc.

Insbesondere durch Abmischen von Polyolefin-Plastomeren wie z.B. Polyethylen (PE), Äthylenvinylazetat-Mischpolymerisat (EVA), Ethylenpropylen- "rubber" (EPR), usw. mit Metallhydraten ist vorteilhaft weitgehend dafür gesorgt, daß eine flammwidrige, halogenfreie und dauerbeständige Isolierung für die innere Isolierschicht IS1 gebildet wird. Sie zeichnet sich durch eine hohe Flammwidrigkeit, geringe Rauchdichte und geringe oder keine Abspaltung korrosiver oder giftiger Gase (halogenfrei) sowie die Aufrechterhaltung gewisser Notlauffunktionen über eine festgelegte Zeitdauer (Isolations- bzw. Funktionserhalt im Brandfall) aus. Bei oder nach einem Brand bzw. Feuer bleiben von gegebenenfalls zugegebenen Metallhydraten sogenannte Oxyde übrig. Diese Oxyde bilden eine besonders günstig ausgeprägte Aschekruste um den Leiter KE. Die anderen Bestandteile wie Kunststoff- oder Elastomermaterialien, Wachse, Gleitmittel, Stabilisatoren, Farbe, usw. verbrennen in der Regel weitgehend in der offenen Flamme. Auf diese Weise stellt eine derartige, innere Isolierschicht IS1 eine besonders effektive Hitzesperre bzw. thermische Barriere und/oder elektrische Isolation für den Leiter KE sicher.Im Brandfall neigt ihre Kruste in der Flamme besonders wenig oder gar nicht zum Tropfen oder Abfallen, d.h. sie bleibt weitgehend am Leiter KE als Isolierhülle haften, so daß der Leiter KE kaum an einer Stelle blank vorliegt.In particular, by blending polyolefin plastomers such as polyethylene (PE), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene propylene "rubber" (EPR), etc. with metal hydrates, it is advantageously largely ensured that flame-retardant, halogen-free and durable insulation for the inner insulating layer IS1 is formed. It is characterized by high flame resistance, low smoke density and little or no elimination of corrosive or toxic gases (halogen-free) as well as the maintenance of certain emergency running functions over a defined period of time (insulation or function maintenance in the event of fire). In or after a fire or fire, so-called oxides remain of any metal hydrates that are added. These oxides form a particularly favorable ash crust around the KE conductor. The other components such as plastic or elastomer materials, waxes, lubricants, stabilizers, paint, etc. usually burn largely in the open flame. In this way, such an inner insulation layer IS1 ensures a particularly effective heat barrier or thermal barrier and / or electrical insulation for the conductor KE. In the event of a fire, its crust in the flame tends to drip or fall off very little or not at all, ie it remains largely stick to the KE conductor as an insulating sleeve, so that the KE conductor is barely present at one point.

Die innere Isolierschicht weist vorzugsweise einen Sauer-(Oxygen-) Index von mindestens 33, insbesondere zwischen 36 und 40 auf. Sie ist vorzugsweise bis zu einer Betriebs-Temperatur von 90°C wärmebeständig und nur schwer flammend bzw. brennend. Für die innere Isolierschicht IS1 wurden beispielsweise folgende Abmischungen durchgeführt und mit besonderem Erfolg getestet:
Mischungsbeispiele für die innere Isolierschicht IS1: a) Gewichtsanteile Äthylenvinylazetat-Mischpolymerisat (EVA) 25 % Elastomer, z.B. "Buna" 6 % Alu-Hydroxid 62 % Wachse/Gleitmittel 2,5 % Aktivator 0,5 % Stabilisatoren/Antioxytanzien 2 % Farbe 2 % b) EVA 28 % Elastomer 6 % LLDPE 4 % Alu-Hydroxid 58 % Stabilisatoren/Antioxytantien 2 % Farbe 2 % c) EVA 35,5 % Alu-Hydroxid 60 % Gleitmittel 1,5 % Stabilisatoren/Antioxytantien 1,5 % Farbe/Ruß 1,5 % The inner insulating layer preferably has an Sauer (Oxygen) index of at least 33, in particular between 36 and 40. It is preferably heat-resistant up to an operating temperature of 90 ° C and is hardly flame-burning or burning. For the inner insulation layer IS1, for example, the following blends were carried out and tested with particular success:
Mixing examples for the inner insulation layer IS1: a) Parts by weight Ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) 25% Elastomer, eg "Buna" 6% Alu hydroxide 62% Waxes / lubricants 2.5% Activator 0.5% Stabilizers / antioxidants 2% colour 2% b) EVA 28% Elastomer 6% LLDPE 4% Alu hydroxide 58% Stabilizers / antioxidants 2% colour 2% c) EVA 35.5% Alu hydroxide 60% lubricant 1.5% Stabilizers / antioxidants 1.5% Color / soot 1.5%

Bei diesen Mischungsbeispielen sind den Polyolefin-Isoliermassen für die innere Isolierschicht IS1 vorzugsweise jeweils mindestens 50 Gewichts-% an Metallhydraten zugefügt, um gegebenenfalls eine besonders dicke Aschekruste gewährleisten zu können. Die übrigen Zusatzstoffe sind der Polyolefin-Isoliermasse vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von höchstens 25 %, insbesondere an höchstens 15 %, zugefügt.In these mixing examples, at least 50% by weight of metal hydrates are preferably added to the polyolefin insulating compositions for the inner insulating layer IS1, in order, if appropriate to be able to guarantee a particularly thick ash crust. The other additives are preferably added to the polyolefin insulating composition in a weight fraction of at most 25%, in particular at most 15%.

Bei Verwendung von Polyolefinen mit beigemischten Füllstoffen bzw. Zusatzstoffen kann zudem erreicht werden, daß die innere Isolierschicht IS1 besonders kostengünstig hergestellt werden kann.When using polyolefins with admixed fillers or additives, it can also be achieved that the inner insulating layer IS1 can be produced particularly inexpensively.

Äußere Isolierschicht AS1:Outer insulation layer AS1:

Auf die innere Isolierschicht IS1 ist in Figur 1 direkt eine zweite, äußere Isolierschicht AS1, insbesondere durch Extrusion, aufgebracht, so daß eine Zweischicht-Isolierung gebildet ist. Das Kunststoff-Isoliermaterial für die äußere Isolierschicht AS1 enthält im wesentlichen ein Silikon-organisches Polymer bzw. Plastomer. Als Silikon-organische Verbindung eignet sich vorzugsweise ein Silikon-Polyimid-Copolymer, besonders bevorzugt ein Polyetherymid/Siloxan-Copolymer, daß z.B. unter dem Handelsnamen "Siltem" von der Fa General Electric angeboten wird. Daneben sind gegebenenfalls auch Materialkombinationen bzw. -Gemische (Verschnitte) wie z.B. von Polyetherymiden und Silicon -Polyimid-Copolymer zweckmäßig.In Figure 1, a second, outer insulating layer AS1, in particular by extrusion, is applied directly to the inner insulating layer IS1, so that a two-layer insulation is formed. The plastic insulating material for the outer insulating layer AS1 essentially contains a silicone-organic polymer or plastomer. A silicone-polyimide copolymer is particularly suitable as the organic silicone compound, particularly preferably a polyetherymide / siloxane copolymer, e.g. under the trade name "Siltem" from General Electric. In addition, material combinations or mixtures (blends) such as e.g. of polyetherymides and silicone-polyimide copolymer useful.

Die Silikon-organische, plastomere Formmasse der äußeren Isolierschicht AS1 zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sie besonders flammwidrig ist und eine Flammausbreitung entlang der Längserstreckung des Leiters KE besonders zuverlässig unterbindet bzw. verhindert. Sie minimiert gleichzeitig die Feuchtigkeits-/Flüssigkeitsaufnahme der Zweischicht-Isolierung, die ansonsten zu Lasten der mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften gehen würde, wie z.B. einer Reduzierung des Isolationswiderstands oder einer Erhöhung der Dielektrizitätskonstanten. Ein Aufquellen und damit eine Herabsetzung der mechanischen Festigkeit der Zweischicht-Isolierung wird somit im wesentlichen vermieden. Die äußere Isolierschicht AS1 verbessert vorteilhaft die mechanischen Eigenschaften der Zweischichtisolierung. Sie verhilft ihr insbesondere zu höherer Robustheit und Kerbfestigkeit. Gleichzeitig weist sie vorteilhaft eine glatte, steife Oberfläche auf, so daß mit dem doppelschichtig-isolierten Leiter KE problemlos gearbeitet werden kann. Insbesondere eignet sich der so doppelschichtig ummantelte Leiter zum "wrappen" (= Anschlußtechnik, bei der Kontaktstifte mit dem zweischichtig umhüllten Leiter umwickelt werden) sowie für die sogenannte "Thermipointtechnik", die eine Aderanschlußtechnik der Firma APM ist. Die äußere Isolierschicht AS1 sorgt insbesondere dafür, daß der doppeltisolierte Leiter eine Reiß-Dehnungsverhalten unter 250 % Dehnung aufweist. Auf diese Weise bildet die äußere Isolierschicht AS1 vorteilhaft zusätzlich auch eine mechanische Schutzschicht für die innere Isolierschicht IS1. Die äußere Isolierschicht AS1 weist vorzugsweise einen Oxygenindex von mindestens 49 auf.The silicone-organic, plastomeric molding compound of the outer insulating layer AS1 is distinguished in particular by the fact that it is particularly flame-retardant and prevents or prevents flame propagation along the longitudinal extension of the conductor KE in a particularly reliable manner. At the same time, it minimizes the moisture / liquid absorption of the two-layer insulation, which would otherwise be detrimental to the mechanical and / or electrical properties, such as a reduction in the insulation resistance or an increase in the dielectric constant. Swelling and thus a reduction in the mechanical strength of the two-layer insulation is essentially avoided. The outer insulating layer AS1 advantageously improves the mechanical properties of the two-layer insulation. In particular, it helps it to be more robust and notch resistant. At the same time, it advantageously has a smooth, stiff surface, so that the double-layer insulated conductor KE can be used without any problems. The double-sheathed conductor is particularly suitable for "wrapping" (= connection technology, in which contact pins are wrapped with the two-layer sheathed conductor) and for the so-called "Thermipoint technology", which is a wire connection technology from APM. The outer insulating layer AS1 ensures in particular that the double-insulated conductor has a tear-elongation behavior below 250% elongation. In this way, the outer insulating layer AS1 advantageously also forms a mechanical protective layer for the inner insulating layer IS1. The outer insulating layer AS1 preferably has an oxygen index of at least 49.

Beide Schichten IS1 und AS1 ergänzen sich in ihren Eigenschaften so, daß sich die gewünschten Charakteristika von flammwidrigen, halogenfreien Isolierungen ergeben, die üblicherweise mit der Abkürzung "FRNC-Leitungen" (FRNC = "flame retardend non corosive") versehen werden. Die Kombination der Primärisolierung (= innere Isolierschicht IS1) mit der äußeren Schicht AS1 bringt in vorteilhafter Weise erst das gewünschte flammwidrige Verhalten sowie die geforderten mechanischen / elektrischen und/oder chemischen Eigenschaften.The properties of both layers IS1 and AS1 complement each other in such a way that the desired characteristics of flame-retardant, halogen-free insulation result, which are usually provided with the abbreviation "FRNC lines" (FRNC = "flame retarding non corosive"). The combination of the primary insulation (= inner insulation layer IS1) with the outer layer AS1 advantageously brings the desired flame-retardant behavior and the required mechanical / electrical and / or chemical properties.

Die Primärisolierung alleine würde bei dünnen Polyolefin-Isolierungen, wie z.B. gefüllte PE-,EVA, usw. Abmischungen häufig abbrennen, z.B. die Brennprüfung nach VDE 0472 Teil 804, Prüfart A nicht bestehen. Demgegenüber wäre eine Einschicht-Isolierung ausschließlich aus einer Silikon-organischen Plastomerverbindung, insbesondere Polyetherymid/Siloxan-Copolymer, selbst zu teuer und würde alleine die Isolation des blanken Leiters KE im Brandfall nicht aufrechterhalten können, da sie kein ausgeprägtes Aschegerüst ausbildet. Eine Brennprüfung, wie sie z.B. nach VDE 0472, Teil 814 gefordert ist, würde hingegen eine Einschicht-Isolierung mit Silikonorganischen Plastomerverbindungen alleine nicht erfüllen können. Der zweischichtige Aufbau hingegen mit einer inneren Schicht IS1 mit einer Polyolefin - Isoliermasse sowie mit einer äußeren Isolierschicht AS1, die eine Silikon-organische Polymerverbindung, vorzugsweise Polyetherymid/Siloxan-Copolymer, aufweist, stellt weitgehend sicher, daß im Brandfall eine Flammausbreitung vermieden sowie der Isolations-bzw. Funktionserhalt der Leitung weitgehend sichergestellt ist.The primary insulation alone would frequently burn off blends with thin polyolefin insulation, such as filled PE, EVA, etc. Mixtures, eg the fire test according to VDE 0472 part 804, test type A would not pass. In contrast, a single-layer insulation made exclusively of a silicone-organic plastomer compound, in particular polyetherymide / siloxane copolymer, would itself be too expensive and the insulation of the bare conductor KE alone would not be able to be maintained in the event of a fire, since it does not form a distinctive ash structure. A firing test, as required, for example, according to VDE 0472, part 814, on the other hand, would not be able to meet single-layer insulation with organosilicon plastomer compounds alone. The two-layer structure, on the other hand, with an inner layer IS1 with a polyolefin insulating compound and with an outer insulating layer AS1, which has a silicone-organic polymer compound, preferably polyetherymide / siloxane copolymer, largely ensures that in the event of fire, flame spread is avoided and the insulation -respectively. Function maintenance of the line is largely ensured.

Insgesamt betrachtet zeichnet sich die erfindungsgemäße Zweischichtisolierung vor allem dadurch aus, daß sie sehr robust und kerbfest, nicht feuchtigkeitsempfindlich sowie in gewissen Rahmen chemikalienbeständig ist und eine nicht rauhe, d.h. glatte Oberfläche für eine einfache Handhabbarkeit aufweist.Overall, the two-layer insulation according to the invention is characterized in particular by the fact that it is very robust and notch-resistant, not sensitive to moisture and to a certain extent resistant to chemicals, and is not rough, i.e. has a smooth surface for easy handling.

Diese Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zweischichtisolierung lassen sich vorteilhaft bereits mit einer äußeren Isolierschicht bzw. Hülle AS1 erreichen, die dünner als die innere Isolierschicht bzw. Primärschicht IS1 ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die innere Schicht IS1 3 bis 5-fach dicker als die äußere Schicht AS1 ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist die äußere Isolierschicht AS1 für Nachrichtenadern, insbesondere Kupfer-Adern, (elektrische und/oder optische Übertragungselemente) zwischen 0,05 und 0,2 mm dick. Für übliche Nachrichten weist die innere Isolierschicht IS1 zweckmäßigerweise eine Wanddicke zwischen 0,25 und 0,6 mm, vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,45 mm auf. Folgende Dimensionierungen sind beispielsweise für einzelne, isolierte Nachrichtenadern (Leiter) zweckmäßig und mit besonderem Erfolg getestet:
Beispiele für Nachrichtenadern Tabelle 1 Einzelader (Kupfer Cu) Gesamtwanddicke der Isolierung Schichtdicke H*0,5/**1,1 0,3 mm Primärschicht IS1 0,25 mm Äußere Schicht AS1 0,05 mm H 0,6/1,2 0,3 mm Primärschicht IS1 0,25 mm Äußere Schicht AS1 0,05 mm H 0,8/1,6 0,4 mm Primärschicht IS1 0,30 mm Äußere Schicht AS1 0,1 mm H 0,9/1,8 0,45 mm Primärschicht IS1 0,35 mm Äußere Schicht AS1 0,10 mm Adern mit Litzenleitern LiH***0,5mm² /1,6 0,35 mm Primärschicht IS1 0,25 mm Äußere Schicht AS1 0,10 mm LiH 0,75mm² /2,0 0,45 mm Primärschicht IS1 0,35 mm Äußere Schicht AS1 0,10 mm LIH 1,5 mm² /2,6 0,55 mm Primärschicht 0,45 mm Äußere Schicht 0,10 mm H = Kurzzeichen für flammwidrigen, halogenfreien Werkstoff lt. VDE 0815/ VDE 0207. * kennzeichnet den Leiter-(Adern-)durchmesser ohne Isolation (Cu-Draht) ** kennzeichnet den Leiter-(Adern-)durchmesser mit Zweischicht-Isolierung *** Querschnittsfläche des Litzenleiters These properties of the two-layer insulation according to the invention can advantageously already be achieved with an outer insulating layer or casing AS1 which is thinner than the inner insulating layer or primary layer IS1. The inner layer IS1 is advantageously 3 to 5 times thicker than the outer layer AS1. The outer insulating layer AS1 for communication wires, in particular copper wires (electrical and / or optical transmission elements) is expediently between 0.05 and 0.2 mm thick. For conventional messages, the inner insulating layer IS1 expediently has a wall thickness between 0.25 and 0.6 mm, preferably between 0.25 and 0.45 mm. The following dimensions, for example, are useful for individual, isolated message wires (conductors) and have been tested with particular success:
Examples of message veins Table 1 Single wire (copper Cu) Total wall thickness of the insulation Layer thickness H * 0.5 / ** 1.1 0.3 mm Primary layer IS1 0.25 mm Outer layer AS1 0.05 mm H 0.6 / 1.2 0.3 mm Primary layer IS1 0.25 mm Outer layer AS1 0.05 mm H 0.8 / 1.6 0.4 mm Primary layer IS1 0.30 mm Outer layer AS1 0.1 mm H 0.9 / 1.8 0.45 mm Primary layer IS1 0.35 mm Outer layer AS1 0.10 mm Veins with stranded conductors LiH *** 0.5mm² / 1.6 0.35 mm Primary layer IS1 0.25 mm Outer layer AS1 0.10 mm LiH 0.75mm² / 2.0 0.45 mm Primary layer IS1 0.35 mm Outer layer AS1 0.10 mm LIH 1.5 mm² / 2.6 0.55 mm Primary layer 0.45 mm Outer layer 0.10 mm H = Abbreviation for flame-retardant, halogen-free material according to VDE 0815 / VDE 0207. * identifies the conductor (core) diameter without insulation (Cu wire) ** identifies the conductor (core) diameter with two-layer insulation *** Cross-sectional area of the stranded conductor

Um eine besonders zuverlässige, mechanisch feste Verbindung der beiden funktional getrennten Isolierschichten IS1, AS1 zu erreichen, ist im Grenzbereich beider Schichten gegebenenfalls eine Verzahnung vorgesehen, d.h., es wird zweckmäßigerweise ein inniger Formschluß zwischen beiden Isolationsschichten eingestellt. Zu diesem Zweck sind in Längsrichtung verlaufende Rillen auf der Oberseite der inneren Schicht IS1 von Figur 1 vorgesehen. In diese greifen Ausbuchtungen komplementären Querschnitts an der Innenseite der äußeren Schicht AS1 formschlüssig ein. Im Querschnittsbild von Figur 1 ist dieses Ineinandergreifen (Ineinanderhaken) schematisch dadurch angedeutet, daß die Außenkontur bzw. Außenoberfläche der inneren Schicht IS1 mit Ein- und Ausstülpungen (Wellungen) versehen ist. Ihre Außenoberfläche ist also aufgerauht bzw. strukturiert. Die Innenkontur bzw. Innenoberfläche der äußeren Schicht AS1 ist möglichst exakt an diesen nicht glatten Außenkonturverlauf der inneren Schicht IS1 angepaßt, so daß eine weitgehend formschlüssige Verbindung bzw. Aneinanderhaftung erreicht ist. Diese formschlüssige Verbindung beider Isolierschichten kann um den Umfang gesehen besonders zweckmäßig regelmäßig oder aber auch in sonstiger Weise erfolgen. Die Verzahnung bzw. Haftung kann bezüglich der Längsachse des Leiters KE vorzugsweise etwa achsparallel, wendelförmig, mäanderartig oder in sonstiger Weise durchgeführt werden. Für einen ausreichenden Formschluß beider Isolationsschichten ist deren Verzahnungstiefe bei Nachrichtenadern (Leiter) zwischen 5 und 150 µm gewählt. Bei Starkstromadern (-Leitern) ist eine Verzahnungstiefe zwischen 10 und 500 µm zweckmäßig.In order to achieve a particularly reliable, mechanically firm connection of the two functionally separate insulating layers IS1, AS1, a toothing is optionally provided in the boundary region of the two layers, ie an intimate positive fit is expediently set between the two insulating layers. For this purpose, lengthways extending grooves provided on the top of the inner layer IS1 of Figure 1. Bulges of complementary cross-section engage in these in a form-fitting manner on the inside of the outer layer AS1. In the cross-sectional view of FIG. 1, this interlocking (hooking into one another) is indicated schematically by the fact that the outer contour or outer surface of the inner layer IS1 is provided with indentations and protuberances (corrugations). Your outer surface is roughened or structured. The inner contour or inner surface of the outer layer AS1 is matched as precisely as possible to this non-smooth outer contour profile of the inner layer IS1, so that a largely positive connection or adhesion is achieved. This form-fitting connection of the two insulating layers can be carried out regularly or alternatively in a particularly expedient manner seen around the circumference. The toothing or adhesion can be carried out with respect to the longitudinal axis of the conductor KE preferably approximately axially parallel, helical, meandering or in some other way. For a sufficient positive locking of both insulation layers, the toothing depth of the communication wires (conductors) is chosen between 5 and 150 µm. In the case of high-voltage wires (conductors), a tooth depth between 10 and 500 µm is advisable.

Durch den Formschluß beider Isolierschichten IS1, AS1 ist weitgehend sichergestellt, daß die chemisch/physikalischen Eigenschaften der Einzelschichten gezielt ausgenutzt werden können und in diesem speziellen Verbund insgesamt zu einem verbesserten thermischen und/oder elektrischen Isolierverhalten führen. Weiterhin ist eine formschlüssige Verbindung besonders deswegen vorteilhaft, weil es sich bei den hier im allgemeinen für die innere und die äußere Isolierschicht benutzten Thermoplasten um Werkstoffe "nicht kompatibler Polymerstrukturen" handelt.The positive locking of the two insulating layers IS1, AS1 largely ensures that the chemical / physical properties of the individual layers can be used in a targeted manner and, overall, lead to improved thermal and / or electrical insulation behavior in this special composite. Furthermore, a positive connection is particularly advantageous because the thermoplastics generally used here for the inner and outer insulating layers are materials of "incompatible polymer structures".

Besonders zweckmäßig wird die erfindungsgemäße flammwidrige, halogenfreie Aderisolierung mit Hilfe eines speziellen Coextrusionsverfahrens hergestellt. Dies erweist sich im Gegensatz zu Tandem-Extrusionsverfahren oder gar gegenüber Extrusionsverfahren mit zwei Arbeitsgängen als besonders wirtschaftlich. Es hat aber auch technische Vorteile, die z.B. darin bestehen, daß sich beide Schichten der Isolierung bereits im Schmelzezustand miteinander verbinden, ohne daß die Trennschichten beider Stoffe mit einem weiteren Medium in Berührung kommen. Da es sich bei den beiden Stoffen der Primärhülle und der Außenschicht um sogenannte "Polymere mit nicht kompatiblen Strukturen" handelt, verschweißen diese im allgemeinen auch nicht. Es erweist sich deshalb insbesondere bei den in der Erfindung genannten Schichtdicken als Vorteil, wenn durch die spezielle Gestaltung des Coextrusionswerkzeuges eine formschlüssige Verbindung angestrebt wird. Solchen Formschluß erreicht man durch die Verzahnung bzw. Ineinanderhaken beider Schichten miteinander. Verzahnungsform und Häufigkeit können vorteilhaft durch die Werkzeug-Gestaltung beeinflußt werden.The flame-retardant, halogen-free wire insulation according to the invention is particularly useful with the aid of a special coextrusion process manufactured. In contrast to tandem extrusion processes or even extrusion processes with two work steps, this proves to be particularly economical. However, it also has technical advantages which consist, for example, in that both layers of the insulation bond to one another already in the melt state, without the separating layers of the two substances coming into contact with another medium. Since the two materials of the primary shell and the outer layer are so-called "polymers with incompatible structures", they generally do not weld. It therefore proves to be an advantage, particularly in the case of the layer thicknesses mentioned in the invention, if the special design of the coextrusion tool is aimed at a positive connection. Such positive locking is achieved by interlocking the two layers with one another. Tooth shape and frequency can advantageously be influenced by the tool design.

Für diese Anwendung mit gezielt angewandtem Formschluß oder gegebenenfalls auch für glatte Isolier- bzw. Trennschichten eignet sich besonders bevorzugt einer spezieller Coextrusionsspritzkopf mit variabel zu gestaltenden Schmelzekanälen, vorzugsweise ausgeführt nach P 41 31 622.3.A special coextrusion spray head with melt channels of variable design, preferably designed according to P 41 31 622.3, is particularly suitable for this application with a specifically applied positive connection or, if appropriate, also for smooth insulating or separating layers.

Die Schichtdicken dieser Zweischicht-Isolierung können vorteilhaft im Verhältnis von 3:1 bis 5:1 (IS1:AS1 ) variiert werden. Hierdurch können die chemisch/physikalischen Eigenschaften der beiden Einzel-Isolierstoffe in vorteilhafter Weise gezielt kombiniert und den jeweils geforderten Spezifikationen an isolierte Leiter, Kabel oder Isolierrohren angepaßt werden.The layer thicknesses of this two-layer insulation can advantageously be varied in a ratio of 3: 1 to 5: 1 (IS1: AS1). As a result, the chemical / physical properties of the two individual insulating materials can advantageously be combined in a targeted manner and adapted to the respectively required specifications for insulated conductors, cables or insulating tubes.

Bei der Extruderausrüstung für solche Zweischichtisolierungen sind bevorzugt besondere thermische Trennungen notwendig, um beide Stoffe bei Temperaturunterschieden bis 100 °C optimal verarbeiten zu können. Es wird deshalb die Gestaltung der Koextrusionseinrichtung zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß durch die um ca. 100 °C höhere Verarbeitungstemperatur z.B. des Silikonpolyamid-Copolymers der Außenschicht, die Schmelze des Polyolefin-Copolymers der Innenschicht beim kontinuierlichen Prozeß nicht thermisch geschädigt wird. Eine thermische Schädigung würde nämlich die chemisch/physikalischen Eigenschaften und die Flammwidrigkeit des bei niedrigem Temperaturniveau aufschmelzenden Copolymers der Primärschicht negativ beeinflussen.In the extruder equipment for such two-layer insulation, special thermal separations are preferably necessary in order to be able to optimally process both substances at temperature differences of up to 100 ° C. It is therefore the design of the The coextrusion device is expediently designed so that the melt of the polyolefin copolymer of the inner layer is not thermally damaged by the processing temperature, for example of the silicone-polyamide copolymer of the outer layer, which is approximately 100 ° C. during the continuous process. Thermal damage would in fact negatively influence the chemical / physical properties and the flame resistance of the copolymer of the primary layer which melts at a low temperature level.

Bei Rezepturen für die Primärhülle (innere Schicht IS1) mit Werkstoffkombinationen aus EVA, PE oder LLDPE (Linear Low Density PE) und Metallhydraten, sowie speziellen Metalldesaktivatoren, Stabilisatoren, Antioxytantien und gegebenenfalls Vernetzungsmitteln ist es vorteilhaft auch möglich, die innere und/oder äußere Schicht IS1, AS1 zu vernetzen. Das Vernetzen geschieht mit energiereichen Strahlen (X-Ray-Vernetzung) und verbessert die Wärmebeständigkeit der Innenhülle. Die vernetzte Innenschicht kann kurzfristig Temperaturen überstehen, die vorzugsweise über den Schmelz- und Erweichungspunkten der Polyolefinmaterialien liegen. Die äußere Hülle bzw. Schicht AS1 verkraftet insbesondere eine maximale Einsatztemperatur von etwa 150°C.For formulations for the primary casing (inner layer IS1) with material combinations of EVA, PE or LLDPE (Linear Low Density PE) and metal hydrates, as well as special metal deactivators, stabilizers, antioxidants and possibly crosslinking agents, it is also advantageously possible to use the inner and / or outer layer Network IS1, AS1. Crosslinking is done with high-energy rays (X-Ray crosslinking) and improves the heat resistance of the inner shell. The cross-linked inner layer can withstand temperatures for a short time, which are preferably above the melting and softening points of the polyolefin materials. The outer shell or layer AS1 can withstand a maximum operating temperature of approximately 150 ° C.

Beispielsweise wird eine Ader H 0,8/1,6 (vgl. Tabelle 1) mit einer Primärschicht von 0,3 mm und einer äußeren Skinschicht AS1 von 0,1 mm vernetzt und zweckmäßigerweise mit einer Strahlendosis von 250 kGy bestrahlt. Diese vernetzte Zweischichtisolierung entspricht in den mechanischen und thermischen Eigenschaften vorteilhaft der VDE 0207/Teil 23/HY1.For example, a wire H 0.8 / 1.6 (cf. Table 1) with a primary layer of 0.3 mm and an outer skin layer AS1 of 0.1 mm is crosslinked and expediently irradiated with a radiation dose of 250 kGy. The mechanical and thermal properties of this cross-linked two-layer insulation advantageously correspond to VDE 0207 / Part 23 / HY1.

Insgesamt werden von den erfindungsgemäß isolierten Leitern (unvernetzt sowie vernetzt) vorteilhaft alle Einzelader-Trennprüfungen bestanden nach:
VDE 0472, Teil 804, Prüfart A
IEC 332-2
UL 1581 Abschnitt 1060 Vertical Flame Test
UL 1581 Abschnitt 1080 VW1 (Vertical Wire) Flame Test

Figure imgb0001
Overall, the conductors isolated according to the invention (uncrosslinked and crosslinked) advantageously pass all single-wire disconnection tests according to:
VDE 0472, part 804, test type A
IEC 332-2
UL 1581 Section 1060 Vertical Flame Test
UL 1581 Section 1080 VW1 (Vertical Wire) Flame Test
Figure imgb0001

Im Unterschied zu üblichen Aderaufbauten von Starkstromkabeln (Leiterquerschnitt von üblicherweise 2,5 mm²) ist das Brandverhalten von dünnen Nachrichtenadern, wie sie z.B. in den üblichen Aufbauten für Installations- und Innenkabel (z.B. nach VDE 0815) für Schaltkabel (z.B. nach VDE 0813), für Leittechnik-, Steuer- und Regelkabel (z.B. nach VDE 0815), für Schaltdrähte (nach VDE 0812) und Schaltlitzen (z.B. nach VDE 0881) verwendet werden, weitaus kritischer. Denn je dünner die Ader, um so schwieriger wird die Auswahl eines geeigneten "FRNC" (Flame retandend non corrosive")-Materials für die Zweischichtisolierung. Gemäß der Erfindung wird dies bereits durch eine dünne Skinschicht bzw. Haut als äußere Isolierschicht AS1 erreicht,die ein Silikon-organischen Polymer, insbesondere ein Polyetherymid-Siloxan-Copolymer,enthält. Die Flammwidrigkeit bzw. das Zündverhalten lassen sich einfach an bekannten Beispielen erklären: ein Holzspan brennt wesentliche schneller ab als ein Holzscheit; ein Telefonbuch kann wesentlich schneller angezündet werden als ein Einzelblatt.In contrast to the usual core structures of power cables (conductor cross-section of usually 2.5 mm²), the fire behavior of thin communication cores, such as those used in the usual structures for installation and indoor cables (e.g. according to VDE 0815) for switching cables (e.g. according to VDE 0813), For Control, control and regulating cables (e.g. according to VDE 0815), for jumper wires (according to VDE 0812) and stranded wires (e.g. according to VDE 0881) are used much more critically. The thinner the wire, the more difficult it becomes to select a suitable "FRNC" (flame retandend non corrosive ") material for the two-layer insulation. According to the invention, this is already achieved by a thin skin layer or skin as the outer insulating layer AS1 contains a silicone-organic polymer, in particular a polyetherymide-siloxane copolymer The flame retardancy or the ignition behavior can be easily explained using known examples: a wood chip burns much faster than a log, a telephone book can be lit much faster than a single sheet .

Ferner ist durch den erfindungsgemäßen Isolationsschicht-Aufbau auch die Bildung einer Aschekruste mit Isolationserhalt im Brandfall (Typenkurzbezeichnung "FRNCFE" (Flame resistant non-corrosive functional endurance...) bei dünnwandigen Nachrichtenkabel-Adern in vorteilhafter Weise möglich. Neben kleinen Aderwanddicken für dünne Nachrichtenadern ist der erfindungsgemäße Isolierschichtaufbau auch auf dickere Gebilde wie z.B. Starkstromadern oder Kabelmäntel, Isolierrohre, Isolierschläuche usw. vorteilhaft übertragbar.Furthermore, the formation of an ash crust with insulation retention in the event of fire (type designation "FRNCFE" (flame resistant non-corrosive functional endurance ...)) is also advantageously possible in the case of thin-walled communication cable cores by the insulation layer structure according to the invention the insulating layer structure according to the invention can also advantageously be transferred to thicker structures such as, for example, high-voltage wires or cable sheaths, insulating tubes, insulating sleeves, etc.

Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kabel KB, dessen Kabelmantel KM mindestens einen, vorzugsweise mehrere, isolierte Leiter IL1 bis ILn umgibt. Gegebenenfalls können die isolierten Leiter IL1 bis ILn jeweils analog zum erfindungsgemäß isolierten Leiter IL1 von Fig. 1 ausgebildet sein. Die isolierten Leiter IL1 bis ILn können lose, zu einem Bündel z.B. durch Verseilen zusammengefaßt oder auf sonstige Weise als Kabelseele in den Außenmantel KM eingebracht sein. In Figur 2 sind die isolierten Leiter IL1 bis ILn der Einfachheit halber im wesentlichen parallel nebeneinander gezeichnet. Der Außenmantel KM ist als flammwidrige, halogenfreie Zweischicht-Kunststoffisolierung (Isolier- bzw. Schichtenmantel) ausgebildet, die die isolierten Leiter IL1 bis ILn in Figur 2 beispielsweise mit einem Freiraum (Spalt, d.h. mit Spiel) einschließt. Gegebenenfalls kann der Freiraum auch entfallen oder in diesen z.B. auch ein flammresistenter Füllstoff oder ein Pulver eingebracht sein. Der Kabelmantel KM ist als eine flammwidrige, halogenfreie Zweischichtisolierung ausgebildet. Für seine innere Isolierschicht IS2 und seine äußere Isolierschicht AS2 ist jeweils zweckmäßigerweise eine Materialzusammensetzung gewählt, die jeweils der der Isolierschichten IS1 bzw. AS1 von Figur 1 entspricht. Analog zu deren formschlüssigen Verbindung kann auch hier gegebenenfalls eine Haftung zwischen der inneren und der äußeren Schicht IS2, AS2 durch Strukturieren ihrer Oberflächen erfolgen. Der Kabelmantel KM des Kabels KB kann also vorzugsweise in gleicher Weise wie die Zweischichtisolierung für den Leiter KE von Figur 1 aufgebaut werden.FIG. 2 shows a cable KB according to the invention, the cable sheath KM of which surrounds at least one, preferably several, insulated conductors IL1 to ILn. If necessary, the insulated conductors IL1 to ILn can each be designed analogously to the conductor IL1 of FIG. 1 which is insulated according to the invention. The insulated conductors IL1 to ILn can be loosely, combined into a bundle, for example by stranding, or can be inserted in the outer jacket KM as a cable core in some other way. In FIG. 2, the insulated conductors IL1 to ILn are drawn essentially parallel next to one another for the sake of simplicity. The outer sheath KM is designed as a flame-retardant, halogen-free two-layer plastic insulation (insulating or layer sheath), which the insulated conductors IL1 to ILn in FIG. 2, for example with a free space (gap, ie with play). If necessary, the free space can also be dispensed with or a flame-resistant filler or a powder can also be introduced into it. The KM cable sheath is designed as flame-retardant, halogen-free two-layer insulation. For its inner insulating layer IS2 and its outer insulating layer AS2, a material composition is expediently chosen which corresponds in each case to that of the insulating layers IS1 and AS1 from FIG. 1. Analogous to their form-fitting connection, adhesion between the inner and outer layers IS2, AS2 can also be achieved here by structuring their surfaces. The cable sheath KM of the cable KB can thus preferably be constructed in the same way as the two-layer insulation for the conductor KE of FIG. 1.

Die Wandstärke der äußeren Isolierschicht AS2 ist beim erfindungsgemäßen Kabelmantel KM zweckmäßigerweise zwischen 30 und 75 % dünner als die innere Isolierschicht IS2 dimensioniert. Die innere Isolierschicht IS2 weist vorteilhaft eine Schichtdicke zwischen 0,3 und 0,5 mm auf. Dabei ist die Schichtdicke der äußeren Isolierschicht AS2 bevorzugt zwischen 0,08 und 0,2 mm gewählt.The wall thickness of the outer insulating layer AS2 in the cable sheath KM according to the invention is expediently dimensioned between 30 and 75% thinner than the inner insulating layer IS2. The inner insulating layer IS2 advantageously has a layer thickness between 0.3 and 0.5 mm. The layer thickness of the outer insulating layer AS2 is preferably chosen between 0.08 and 0.2 mm.

Besonders bevorzugt kann dieser Zweischichtmantel für dünne Kabelaufbauten eingesetzt werden, die nur eine begrenzte Mantelwanddicke zulassen. Ein derartig dimensionierter Kabelmantel ist neben den üblichen Kabelseelendurchmessern besonders für Kabelseelendurchmesser zwischen 2,8 und 7,5 mm geeignet. Anwendungsfälle sind weiterhin Lichtwellenleiter-Kabel und Kupferkabel für Spezialverdrahtungen in Steuerschränken, Verteilern, usw.This two-layer sheath can particularly preferably be used for thin cable structures which only allow a limited sheath wall thickness. Such a dimensioned cable sheath is, in addition to the usual cable core diameters, particularly suitable for cable core diameters between 2.8 and 7.5 mm. Applications are still fiber optic cables and copper cables for special wiring in control cabinets, distributors, etc.

Auf gleiche Weise wie der Kabelmantel können auch flammwidrige, halogenfreie Isolierrohre z.B. in Form von Schläuchen gefertigt werden. Die Dimensionierung ist vorzugsweise im wesentlichen identisch mit den Kabelmantelabmessungen. Man erhält eine derartige Struktur, wenn man in Figur 2 die Leiter IL1 bis ILn wegläßt.In the same way as the cable sheath, flame-retardant, halogen-free insulating pipes can also be manufactured, for example in the form of hoses. The dimensioning is preferably essentially identical to the cable jacket dimensions. Man Such a structure is obtained if the conductors IL1 to ILn are omitted in FIG.

Für die Anwendungen des Kabels (Figur 2) sowie des Isolierrohrs gelten vorzugsweise die gleichen Anwendungen wie sie für den Leiter nach Figur 1 beschrieben wurden.The same applications as described for the conductor according to FIG. 1 preferably apply to the applications of the cable (FIG. 2) and of the insulating tube.

Weiterhin ist es im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 auch möglich, die innere Isolierschicht nicht direkt am Außenumfang des Leiters bzw. der Kabelseele anliegend anzubringen, sondern mit Abstand, so daß eine Art "isolierte Hohlader" oder ein gefülltes Rohr gebildet ist. Weiterhin kann die innere Isolierschicht IS1 nicht ganz innen, sondern weiter außen im Aufbau einer mehrschichtigen Isolierhülle oder eines Isoliermantels vorgesehen sein, d.h. die innere Isolierschicht IS1 umgibt dann mindestens einen noch weiter innen liegende Umhüllungsschicht. Diese Umhüllungsschicht kann beispielsweise eine dielektrische Ummantelung, eine Abschirmung aus leitfähigem Kunststoffmaterial, z.B. PE gefüllt mit Ruß, Metallpartikeln, eine Bebänderung, Leitschicht, usw. sein.Furthermore, in contrast to FIGS. 1 and 2, it is also possible not to apply the inner insulating layer directly against the outer circumference of the conductor or the cable core, but rather at a distance, so that a type of "insulated hollow wire" or a filled tube is formed. Furthermore, the inner insulation layer IS1 may not be provided entirely on the inside, but further outside in the construction of a multi-layer insulation sleeve or an insulation jacket, i.e. the inner insulating layer IS1 then surrounds at least one coating layer lying further inside. This cladding layer can, for example, be a dielectric cladding, a shield made of conductive plastic material, e.g. PE filled with soot, metal particles, strapping, conductive layer, etc.

Die beiden Isolierschichten von Figur 1 bzw. Figur 2 sind vorzugsweise in einer mehrschichtigen Isolierhülle oder Kabelhülle angeordnet. Insbesondere kann dabei mehr als eine innere Isolierhülle (wie z.B. IS1 in Figur 1) und/oder mehr als eine äußere Isolierhülle (wie z.B. AS1 in Figur 1) im Aufbau einer derartigen Mehrschichthülle vorgesehen sein, d.h. die in den Figuren 1 und 2 aufgezeigten Ausführungsbeispiele sind auch auf Mehrschichtstrukturen von Umhüllungen übertragbar mit mindestens einer inneren Isolierhülle sowie mindestens einer weiter außen liegenden äußeren Isolierhülle. Dabei weist eine derartige Verwendung der äußeren Isolierhülle entsprechende Materialzusammensetzungen und damit ähnliche oder gleiche Materialeigenschaften wie die äußere Isolierhülle AS1 bzw. AS2 der Figuren 1 bzw. 2 auf. Genauso ist eine derartig verwendete innere Isolierhülle entsprechend der von Figur 1 bzw. 2 (IS1, IS2) ausgebildet. Weiterhin kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, mehrere Zweischichtisolierungen wie z.B. IS1, AS1 von Figur 1 als Untereinheit im Aufbau einer mehrschichtigen Isolierungshülle vorzusehen.The two insulating layers of FIG. 1 and FIG. 2 are preferably arranged in a multi-layer insulating sheath or cable sheath. In particular, more than one inner insulating sleeve (such as IS1 in FIG. 1) and / or more than one outer insulating sleeve (such as AS1 in FIG. 1) can be provided in the construction of such a multilayer sleeve, that is to say the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 can also be transferred to multi-layer structures of envelopes with at least one inner insulating sleeve and at least one outer insulating sleeve located further out. Such use of the outer insulating sleeve has corresponding material compositions and thus similar or identical material properties to the outer insulating sleeve AS1 or AS2 of FIGS. 1 and 2. In the same way, an inner insulating sleeve used in this way is designed in accordance with that of FIGS. 1 and 2 (IS1, IS2). Farther it may also be expedient, if appropriate, to provide a plurality of two-layer insulation, such as IS1, AS1 from FIG. 1, as a subunit in the construction of a multilayer insulation sleeve.

Insbesondere Adern in Starkstromkabeln, die einen definierten Isolationserhalt im Brandfall (z.B. über 180 Min) erfüllen müssen, können am Leiter (KE von Figur 1) eine Querbespinnung aus Glimmer- oder Glasseideband aufweisen. Auf dieses Flammschutzband wird vorzugsweise eine Isoliermischung entsprechend IS1 (Figur 1) (z.B. gefüllte PE-Copolymermischung) extrudiert. Analog der Erfindung wird in diesem Fall vorgeschlagen, auf den Leiter (KE von Figur 1)mit der Glimmer- oder Glasseidebandbespinnung die Zweischicht-Isolierung mit der dicken Innenschicht IS1 bzw. IS2 und der äußeren, dünnwandigen Schicht AS1 bzw. AS2 aufzubringen. Im Verhältnis ist die äußere Hülle bzw. Schicht zweckmäßigerweiSe 1/5 bis 1/3 dünner als die Innenhülle. Für Starkstromadern ist die Wanddicke für die innere Schicht zweckmäßigerweise zwischen 0,6 mm und 2 mm gewählt. Ihre äußere Isolierschicht weist zweckmäßigerweise eine Wanddicke zwischen 0,2 und 0,5 mm auf.In particular, wires in high-voltage cables, which must have a defined insulation retention in the event of a fire (e.g. over 180 minutes), can have a transverse braiding made of mica or glass silk tape on the conductor (KE of Figure 1). An insulating mixture corresponding to IS1 (FIG. 1) (e.g. filled PE copolymer mixture) is preferably extruded onto this flame retardant tape. Analogously to the invention, it is proposed in this case to apply the two-layer insulation with the thick inner layer IS1 or IS2 and the outer, thin-walled layer AS1 or AS2 to the conductor (KE of FIG. 1) with the mica or glass silk tape covering. The outer shell or layer is expediently 1/5 to 1/3 thinner than the inner shell. For heavy current cores, the wall thickness for the inner layer is expediently chosen between 0.6 mm and 2 mm. Its outer insulating layer expediently has a wall thickness between 0.2 and 0.5 mm.

Weiterhin kann es schließlich auch zweckmäßig sein, zwischen der inneren Isolierschicht und der äußeren Isolierschicht (vgl. Figur 1 : IS1, AS1) mindestens eine Zwischenschicht vorzusehen. Diese Zwischenschicht ist in den Figuren 1 und 2 nicht eingezeichnet. Die Zwischenschicht kann beispielsweise vorteilhaft der elektrischen Isolierung, der Zugverstärkung, Bewährung usw. dienen. Die äußere Isolierschicht ist im vorliegenden Beispiel weiter außen im Aufbau der hitzebeständigen Isolierung vorgesehen und bildet eine zweite Isolierschicht. Auf dieser weiter außen liegenden Isolierschicht können vorteilhaft noch weitere Umhüllungs- bzw. Ummantelungsschichten folgen, die gegebenenfalls wieder entsprechend der inneren und äußeren Isolierschicht von Figur 1 bzw. 2 aufgebaut sein können.Finally, it may also be expedient to provide at least one intermediate layer between the inner insulating layer and the outer insulating layer (cf. FIG. 1: IS1, AS1). This intermediate layer is not shown in FIGS. 1 and 2. The intermediate layer can advantageously be used, for example, for electrical insulation, tensile strengthening, testing, etc. In the present example, the outer insulation layer is provided further outside in the structure of the heat-resistant insulation and forms a second insulation layer. This outer layer of insulation can advantageously be followed by further cladding or cladding layers, which can optionally be constructed again in accordance with the inner and outer insulating layers of FIGS. 1 and 2.

Claims (21)

Leiter (KE) mit mindestens einer inneren Isolierschicht (IS1) und mindestens einer weiter außen vorgesehenen, zweiten Isolierschicht (AS1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Isolierschicht (IS1) ein Polyolefin-Polymer und die weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht (AS1) ein Silikon-organisches Polymer enthält.Conductor (KE) with at least one inner insulation layer (IS1) and at least one second insulation layer (AS1) provided further outside,
characterized by
that the inner insulating layer (IS1) contains a polyolefin polymer and the second insulating layer (AS1) provided further outside contains an organic silicone polymer. Leiter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Schicht (AS1) ein Silikon-Polyimid-Copolymer, insbesondere ein Polyetherimid-Siloxan-Copolymer, enthält.Ladder according to claim 1,
characterized by
that the outer layer (AS1) contains a silicone-polyimide copolymer, in particular a polyetherimide-siloxane copolymer. Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der inneren Isolierschicht (IS1) Zusatzstoffe beigefügt sind.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that additives are added to the inner insulating layer (IS1). Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Schicht (IS1) 3- bis 5-fach dicker als die äußere Schicht (AS1) ausgebildet ist.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that the inner layer (IS1) is 3 to 5 times thicker than the outer layer (AS1). Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Schicht (IS1) eine Schichtdicke zwischen 0,25 und 0,6 mm für Nachrichtenadern aufweist.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that the inner layer (IS1) has a layer thickness between 0.25 and 0.6 mm for communication wires. Leiter nach einem der Ansprüche 1 mit 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Schicht (IS1) eine Schichtdicke zwischen 0,6 mm und 0,2 mm für Starkstromadern aufweist.Conductor according to one of Claims 1 to 4,
characterized by
that the inner layer (IS1) has a layer thickness between 0.6 mm and 0.2 mm for heavy current wires. Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Schicht (AS1) eine Schichtdicke zwischen 0,05 und 0,2 mm für Nachrichtenadern aufweist.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that the outer layer (AS1) has a layer thickness between 0.05 and 0.2 mm for communication wires. Leiter nach einem der Ansprüche 1 mit 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Schicht (AS1) eine Schichtdicke zwischen 0,2 mm und 0,5 mm für Starkstromadern aufweist.Conductor according to one of Claims 1 to 6,
characterized by
that the outer layer (AS1) has a layer thickness between 0.2 mm and 0.5 mm for heavy current wires. Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Isolierschicht (AS1) auf der inneren Isolierschicht (IS1) direkt aufgebracht ist.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that the outer insulating layer (AS1) is applied directly to the inner insulating layer (IS1). Leiter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere und die äußere Isolierschicht (IS1, AS1) in ihrem Grenzbereich (VZ) miteinander verzahnt sind.Ladder according to claim 9,
characterized by
that the inner and outer insulating layers (IS1, AS1) are interlocked in their border area (VZ). Leiter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzahnung etwa achsparallel, spiralförmig oder mäanderartig verläuft.A conductor according to claim 10,
characterized by
that the teeth run approximately axially parallel, spiral or meandering. Leiter nach einem der Ansprüche 1 mit 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der äußeren und der inneren Isolierschicht (AS1, IS1) mindestens eine Zwischenschicht vorgesehen ist.Ladder according to one of Claims 1 to 8,
characterized by
that at least one intermediate layer is provided between the outer and the inner insulating layer (AS1, IS1). Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Leiter jeweils mindestens ein elektrisches und/oder optisches Übertragungselement vorgesehen ist.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that at least one electrical and / or optical transmission element is provided as the conductor. Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Isolierschicht (IS1) mindestens eine noch weiter innen liegende Umhüllungsschicht umgibt.Ladder according to one of the preceding claims,
characterized by
that the inner insulating layer (IS1) surrounds at least one coating layer lying further inside. Leiter nach einem der Ansprüche 1 mit 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Isolierschicht (IS1) direkt anliegend am Außenumfang des Leiters (KE) vorgesehen ist.Conductor according to one of Claims 1 to 13,
characterized by
that the inner insulating layer (IS1) is provided directly adjacent to the outer circumference of the conductor (KE). Kabel mit einem Kabelmantel (KM) enthaltend mindestens eine innere Isolierschicht (IS2) und mindestens eine weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht (AS2),
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Isolierschicht (IS2) des Kabelmantels (KM) ein Polyolefin-Polymer und die weitere außen vorgesehene, zweite Isolierschicht (AS2) ein Silikon-organisches Polymer enthält.Cable with a cable sheath (KM) containing at least one inner insulation layer (IS2) and at least one second insulation layer (AS2) provided further outside,
characterized by
that the inner insulating layer (IS2) of the cable sheath (KM) contains a polyolefin polymer and the further external insulating layer (AS2) contains a silicone-organic polymer. Kabel nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Isolierschicht (AS2) zwischen 30 und 75 % dünner als die innere Isolierschicht (IS2) dimensioniert ist.Cable according to claim 16,
characterized by
that the outer insulating layer (AS2) is between 30 and 75% thinner than the inner insulating layer (IS2). Kabel nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Schicht (IS2) eine Schichtdicke zwischen 0,3 und 0,5 mm aufweist.Cable according to claim 16 or 17,
characterized by
that the inner layer (IS2) has a layer thickness between 0.3 and 0.5 mm. Kabel nach einem der Ansprüche 16 mit 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Schicht (AS2) eine Schichtdicke zwischen 0,08 und 0,2 mm aufweist.Cable according to one of claims 16 to 18,
characterized by
that the outer layer (AS2) has a layer thickness between 0.08 and 0.2 mm. Isolierrohr mit einer Isolierung enthaltend mindestens eine innere Isolierschicht (IS2) und mindestens eine weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht (AS2),
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Isolierschicht (IS2) ein Polyolefin-Polymer und die weiter außen vorgesehene, zweite Isolierschicht (AS2) ein Silikon-organisches Polymer enthält.Insulating pipe with an insulation containing at least one inner insulating layer (IS2) and at least one second insulating layer (AS2) provided further outside,
characterized by
that the inner insulating layer (IS2) contains a polyolefin polymer and the second insulating layer (AS2) provided further outside contains an organic silicone polymer. Verfahren zur Herstellung einer Isolierung mit einer inneren Isolierschicht (IS1) und einer weiter außen vorgesehenen, zweiten Isolierschicht (AS1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ein Polyolefin-Polymer enthaltende, innere Isolierschicht (IS1) mit der zweiten, ein Silikon-organisches Polymer enthaltenden Isolierschicht (AS1) koextrudiert wird.Method for producing insulation with an inner insulation layer (IS1) and a second insulation layer (AS1) provided further outside, in particular according to one of the preceding claims,
characterized by
that the inner insulating layer (IS1) containing a polyolefin polymer is coextruded with the second insulating layer (AS1) containing a silicone-organic polymer.
EP94115433A 1993-10-04 1994-09-30 Insulated conductor, cable or insulating pipe and process for manufacturing insulation Withdrawn EP0646936A1 (en)

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