JP2017504156A - ケーブルおよびケーブルの作製方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気導体（４）、導体（４）を囲むシリコーンシース（１０）及び導体（４）とシリコーンシース（１０）との間にある分離層（８）を備えたケーブル（２）である。当該ケーブル（２）は、分離層（８）がシリコーンシース（１０）の材料よりも導体（４）に対する低い付着力を有するシリコーン材料から作製されることを特徴とする。さらに、本発明は、上記タイプのケーブル（２）の製造方法に関する。

Description

本発明は、電気導体を有し、前記導体を囲むシリコーンシースを有し、および導体とシースとの間に配置された分離層を有するケーブルに関する。さらに、本発明は、そのようなケーブルを作製する方法に関する。

ケーブルは一般に、特に保護または絶縁のために、シースによって囲まれた少なくとも１つの導体を含む。導体は典型的に、金属から作製されたワイヤまたはストランドであるが、シースはプラスチックから作製されることが多い。ケーブルの作製中、シースの一部は再び除去され、このプロセス中、労力は導体へのシースの付着に、従って特に選択される材料の組合せに大きく依存する。

シリコーンは、特にそれらの化学的および物理的特性のため、ケーブル用のシースを製作するのに特に適した材料である。しかしながら、特にこの性質のシリコーンシースの場合、結果として通常もたらされるのは、被覆された導体への特に強力な付着またはそれとの接着である。この効果はアルミニウムから作製された導体で特に顕著である。後続のさらなる加工中、特に準備および剥離中、シリコーンシースの分離は、強力な付着によってかなりより困難になる。このプロセス中、シリコーン残留物が通常、導体上に残るためである。そのような残留物はその後、特にいかなる後続の圧着または溶接プロセスも妨げる。

これを回避するために、ケーブルの作製中、紙、ＰＥＴ不織布、ＰＥＴフィルム、ＰＴＦＥフィルム、または同様の材料のフィルムから作製された分離層を導体に適用することができる。完成したケーブルにおいて分離層はその後、２つの材料の直接的な隣接、従ってその接合または付着が防止されるような方法で導体とシースとの間に空間的に配置されたセパレータを形成する。しかしながらこの設計でさえ、剥離後、フィルムは部分的に残り、その後、それらを例えば手で苦労して除去しなければならない。

これに基づき、本発明の目的は、それを用いると準備および剥離を簡単な方法で行うことができるケーブルを特定することである。この状況において、ケーブルの導体は、それが可能な限り残留物を残さないように剥離可能であるべきである。剥離された導体から残留物を追加で一掃する必要性は回避されるべきである。加えて、対応するケーブルを作製する方法が特定される。

この問題を解決するために、本発明によれば、請求項１の特徴を有するケーブルが設計される。目的はさらに請求項１２の特徴を有するそのようなケーブルを作製する方法によって本発明により達成される。有利な実施形態、改良および変形は、従属項の主題である。

従って、本発明によれば、シリコーンシースと導体との間に配置された、シリコーンシースの材料と比較して電気導体へのより低い付着力を有するシリコーン材料から作製された分離層を有するケーブルが提供される。換言すると、従来、すなわち特に前記分離層のない場合、シリコーンシースは、本明細書に記載したケーブル中で分離層が付着するよりも強力に導体に付着する。

本発明により得られる利点は特に、シリコーンシースに似ているが導体に付着しない分離層が、標準的に使用される材料から作製される分離層に代わって適用されることである。この材料選択の結果として、シリコーンシースおよび分離層は互いに接合され、特に複合ケーブルシースをもたらし、その導体への付着はシリコーンシース単独の場合と比較してかなり低減される、または回避さえされる。さらに、分離層は有利には剥離すなわちシース除去の間シリコーンシースと一緒に自動的に除去される。分離層とシリコーンシースとの間の接着は、それらがそれぞれシリコーンまたはシリコーンのような材料から作製され、従って互いに特に上手く付着するという事実によりもたらされる。シリコーンシースおよび分離層のシリコーン材料の両方は、少なくとも大部分シリコーンから、特にシリコーンエラストマーから構成される。しかしながら外側シースおよび分離層は互いに異なる。特に分離層は導体への付着が外側シースの材料の付着に比べてかなり劣る。従って分離層は、導体に、すなわち内側に対して特に弱く付着し、シリコーンシースに、すなわち外側に対して特に強く付着する層を有利に形成する。結果として、準備または剥離中、残留物のない導体を露出することが可能である。これにより特に、導体の剥離された部分から分離層および／またはシリコーンシースの残った残留物を清掃する、通常であれば追加される清掃ステップが排除される。

分離層およびシリコーンシースの特に有利な接着は、分離層がシリコーンシースに一体的に接合される手段によって、好ましい実施形態において達成される。そのような一体的な接合は、特定の材料選択の結果として特に簡単に達成可能である。シリコーンシースおよび分離層の両方は、シリコーンから、すなわち特に同じくシリコーンのような材料から作製され、作製中、ケーブルのこれらの２つの部分を特に強力に互いに接着することも特に可能である。分離層およびシリコーンシースはその後有益に分離不可能であり、すなわちそれらは後で分離できないように互いに接着され、または、シリコーンシースが剥離されるとき分離層が確実に一緒に除去されるように互いに対する強力な付着を少なくとも有する。高い付着はここでは特に、分離層と導体との間の付着よりも強力な付着として理解される。従って導体へのこのより弱い付着により、または導体への付着がないことにより、導体に残留物は残らない。

シリコーン材料はここでは特に、シリコーンベースの材料、シリコーンのような材料、または実際のシリコーンである材料として理解される。特にシリコーンシースに関してシリコーン材料の開始材料と同じシリコーンを使用することが可能である。代わりに２種類の異なるシリコーンを使用することが可能である。この状況において、室温で固体状であるようなシリコーンがシリコーンシースに、ならびに特に分離層にも好ましくは使用される。そのシリコーン材料はシリコーンシースの材料よりも高い密度を好都合に有する。この密度は好ましくは約１．５から１．８ｇ／ｃｍ^３までの範囲内である。例えば、典型的に１．１から１．２ｇ／ｃｍ^３の範囲内の密度を有する従来のシリコーンから作製されたシリコーンシースの材料と比較して、分離層の密度は従って、４分の１から約２分の１だけシリコーンシースの密度より一般に高い。より高い密度の結果としてより高い硬度も得られ、特にそれは導体へのより低い付着を促す。

有利には、シリコーン材料は少なくとも１種類の充填材が添加された材料であり、特に充填材に富むシリコーンである。従って充填材はシリコーン中に埋め込まれ、特にその体積全体に均一に分散される。従ってシリコーンはいわばマトリックスまたは支持材を形成し、その中に充填材すなわち個々の粒子が埋め込まれる。充填材の追加または混合は特に分離層のシリコーン材料の密度の好適な調整を可能にする。さらに充填材を使用することにより分離層のシリコーンシースおよび導体に対する付着および接着挙動を有利に調整することが可能である。従って充填材の添加は、充填材のない場合と比べて、シリコーンシースに対する付着が増強される、または導体に対する付着が低減される、好ましくはその両方が実現されるような方法で有益に行われる。

好都合に充填材は鉱物（固体）物質であり、特に粉末物質である。この性質の物質は有利にケーブルの導体へのシリコーン材料の付着の低減に特に寄与し、すなわち導体への付着は一般に充填材によってかなり低減される。同時に充填材の支持材として実際にシリコーン材料を使用することはまた、シリコーンシースへの直接的な一体型の接続を、すなわち特にシリコーンシースとの接着を有利に保証する。充填材は好ましくはマイクロメートル範囲内の、例えば数十マイクロメートルの範囲内の粒度を有する。

二酸化ケイ素またはケイ酸が充填材として好ましくは使用される。そのような充填材は特に、結果としてシリコーン材料に特に良好に添加することができるケイ素ベースの鉱物物質である。好ましくは、例えばＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社から商標名ＡＥＲＯＳＩＬで知られるものなど、発熱性ケイ酸が使用される。

シリコーン材料中の充填材の割合は特に、純粋なシリコーンと比較して増大された濃度の結果である。充填材の割合は好ましくは最小で１０重量パーセントおよび最大で７０重量パーセントである。好適な改良において、その割合は最小で３０重量パーセントおよび最大で６０重量パーセントである。

好都合にこの設計において、同一のシリコーン特にシリコーンエラストマーが、一方でシリコーンシースのシリコーンとして、および他方で充填材の支持材のシリコーンとして使用される。従ってシリコーンシースおよび分離層は好ましい変形において充填材だけが異なる。

ジオルガノ（ポリ）シロキサンベースの熱硬化性シリコーンが、シリコーン材料のおよび／またはシリコーンシースのシリコーン物質として好ましくは使用される。好ましくは、従って、シリコーンシースはこの熱硬化性シリコーンから作製され、およびシリコーン材料は好ましくは同様に、充填材が埋め込まれた、特に同じ熱硬化性シリコーンのシリコーンマトリックスから作製される。

本発明は、一般にＨＴＶ（高温硬化（ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ））シリコーンとよばれるジオルガノ（ポリ）シロキサンベースの熱硬化性シリコーンに関する。これらのシリコーンはこれまでに知られている鎖状、分岐または環状オルガノポリシロキサン、ならびに末端脂肪族炭素−炭素二重結合を有する２個以上のケイ素炭素結合有機基を平均して有する炭化水素−シロキサンコポリマーであることができる。本発明により使用されるオルガノポリシロキサンの例は、式Ｒ１ＳｉＯＲ２（式中、Ｒは同じまたは異なることができおよび脂肪族の飽和された、場合により１〜１８個の炭素原子で置換された結合炭化水素基を示し、Ｒ２は同じまたは異なることができおよび末端脂肪族炭素−炭素二重結合を有する結合有機基を示す）を有する単位からなるものである。好ましくは過酸化アルキルまたはアリルの群からの架橋剤が架橋のために組み込まれる。過酸化アルキルの例は、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、および２，５−ジ−ｔ−ブチルペルオキシ−２，５−ジメチルヘキサンを含む。過酸化アリルの例は、過酸化ベンゾイル、ビス（２．４ジクロロベンゾイル）ペルオキシド、およびビス（４−メチルベンゾイル）ペルオキシドを含む。

好ましい実施形態において導体はアルミニウムまたはアルミニウム合金から作製される。このようにしてケーブルは特に経済的に、特に銅から作製される導体の場合よりも経済的に、製造することができる。分離層の結果として、シリコーンシースのアルミニウム導体への付着は有利に回避され、および導体は残留物なしに剥離可能である。

好適な実施形態において導体はワイヤであり、この設計において単一部品として特に実装される。対照的に同様の適切な変形では、導体は撚られた導体またはワイヤロープであり、従って特に一緒にねじられたまたは撚られた複数のワイヤを特に含む。分離層に関する上記の利点は従って導体のあらゆる実施形態に特にあてはまる。特に複数のワイヤから作製された導体の場合、その外に面した表面は通常大きく、また、単一部品の導体のものよりも不均一であり、従って、付着の低減または回避は、この場合特に有利である。

第１の変形において、ケーブルは導体を１つだけ有し、従ってワイヤ絶縁材中に直接囲まれた導体からまたは複数ワイヤの導体さえからなる絶縁ワイヤのように構成される。しかしながら代わりに、複数の個別導体がシリコーンシースによって囲まれることもでき、この際、複数の導体は１つまたは複数の分離層によって一緒に、グループで、または別々に分離され、１つまたは複数の分離層は分離スリーブの態様で導体または導体のグループをそれぞれが囲む。このようにして複数導体のケーブルは特に形成される。

好ましい改良において、ケーブルはさらに、複数の副ケーブルを含み、副ケーブルは単一導体または複数導体ケーブルとして副ケーブルシースを、特にシリコーンシースを実装される。複数の副ケーブルは、ケーブルシースとして共通のシリコーンシースを有する複合ケーブルに組み込まれる。個別の副ケーブルは、共通分離層によって共通ケーブルシースから分離され、および／または、副ケーブルごとに個別の分離スリーブによって互いに分離され、従って特に簡単な方法で別々に剥離することができる。

ケーブルを作製するために、一般に電気導体、例えば撚られた導体、またはワイヤロープ、または必要に応じて同じく固体ワイヤが、分離層が導体と直接接触するように、シリコーン材料から作製された分離層に囲まれる。シリコーンシースは直接分離層の上に追加的に適用され、すなわち分離層を囲み、および特に分離層に一体的に接合される。分離層は導体とシリコーンシースの間に空間的に適用される。

第１の適切な変形実施形態において、最初に分離層は押出しプロセスで適用され、従って第１の内側シリコーンシースの形態で、同様に導体の周囲に配置される。この準備された半完成製品は次に実際のシリコーンシースを取り付けられ、それが第２の外側シリコーンシースである。詳細には、２つのシリコーンシースは続いて一緒に接着されて、複合シリコーンシースになり、それは残留物なしに導体から有利に除去することができる。

代わりに、２つのシリコーンシースは、すなわち内側シリコーンシースの形態の分離層および外側シリコーンシースの両方は、複合型共押出プロセスで作製される。２つのシリコーンシースの似た材料のために、この性質の共押出しは特に簡単に実行できる。これは、特に必要な工具およびプロセスステップに関して、特に空間節約的な製造プロセスをもたらす。

ケーブルの断面を示す図である。

例示的な実施形態が、図面を参照して以下で詳細に説明される。１つの図、ここでは図１がケーブルの断面を示す。

示される例示的実施形態において、導体４、具体的には中心導体が、撚られた導体またはワイヤロープとしてケーブル２の中に実装され、および複数の個別ワイヤ６を含み、個別ワイヤ６は好ましくは全てアルミニウムまたはアルミニウム合金から作製される。それらは、シリコーン材料から作製された非付着性の分離層８によって囲まれ、シリコーン材料は本件では充填材９が追加されたシリコーンである。具体的には充填材９として提供されているのは、発熱性ケイ酸である。最後に、分離層８はシリコーンシース１０によって囲まれる。ここではシリコーンシース１０は、半径方向において、分離層８よりもかなり大きい壁厚さを有する。ケーブル中、分離層８およびシリコーンシース１０は、それぞれ内側または外側シリコーンシースとして、ケーブル２の複合シリコーンシース１０を形成する。

本例示的実施形態で使用される充填材９はいわゆる発熱性ケイ酸であり、これは例えば約２．２ｇ／ｃｍ^３の濃度を有する。一般に、シリコーン材料中の充填材９の割合は、２０〜７０重量％の範囲、特に３０〜６０重量パーセントの範囲である。

２ ケーブル
４ （電気）導体
６ ワイヤ
８ 分離層
９ 充填材
１０ シリコーンシース

Claims (14)

1. 電気導体（４）を有し、前記導体を囲むシリコーンシース（１０）を有し、および前記導体（４）と前記シリコーンシース（１０）との間に配置された分離層（８）を有するケーブル（２）であって、前記分離層（８）が、前記シリコーンシース（１０）の材料と比較して前記導体（４）に対しより低い付着力を有するシリコーン材料から作製されることを特徴とするケーブル（２）。
2. 前記分離層（８）が前記シリコーンシース（１０）に一体的に接合されることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル（２）。
3. 前記シリコーン材料が前記シリコーンシース（１０）より高い密度を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のケーブル（２）。
4. 前記シリコーン材料が約１．５から１．８ｇ／ｃｍ^３までの範囲内の密度を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
5. 少なくとも１種類の充填材（９）が前記シリコーン材料に添加されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
6. 前記充填材（９）が鉱物物質であることを特徴とする、請求項５に記載のケーブル（２）。
7. 前記充填材（９）が二酸化ケイ素またはケイ酸を有することを特徴とする、請求項５または６に記載のケーブル（２）。
8. 前記シリコーン材料中の充填材（９）の割合が、最小で１０重量パーセントおよび最大で７０重量パーセントであり、好ましくは最小で３０重量パーセントおよび最大で６０重量パーセントであることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
9. 前記シリコーン材料および／または前記シリコーンシースが、ジオルガノ（ポリ）シロキサンベースのシリコーンを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
10. 前記導体（４）がアルミニウムまたはアルミニウム合金から作製されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
11. 前記導体（４）が撚られた導体であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のケーブル（２）。
12. シリコーン材料から作製された分離層（８）が前記導体（４）と前記シリコーンシース（１０）の間に適用されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のケーブル（２）を製造する方法。
13. 前記分離層（８）が押出しプロセスで適用されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記分離層（８）が前記シリコーンシース（１０）と一緒に共押出しされることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。

Images