DE69605606T2

DE69605606T2 - Kabel mit hoher Flammfestigkeit und Rauchentwicklungsbeständigkeit

Info

Publication number: DE69605606T2
Application number: DE1996605606
Authority: DE
Inventors: Larry Lynn Bleich; Tommy Glenn Hardin; Warren Freeman Moore
Original assignee: AT&T Corp; AT&T IPM Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: EP0751535A3; JPH0950714A; EP0751535A2; DE69605606D1; EP0751535B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel mit überlegener Beständigkeit gegenüber Flammenausbreitung und Rauchentwicklung infolge der Einarbeitung einer Mischung anorganischer Oxide in die das Übertragungsmedium umgebende(n) Isolierschicht(en).

Hintergrund der Erfindung

Beim Bau vieler Gebäude wird unterhalb einer tragenden Deckenplatte, die beispielsweise aus Beton konstruiert ist, eine abgehängte Decke mit Zwischenraum angeordnet. Die abgehängte Decke trägt Deckenleuchten und andere an der Decke befestigte Gegenstände, wohingegen der Raum zwischen der Decke und der Deckenplatte, von der sie abgehängt ist, als Rückluftschacht für Elemente von Heiz- und Kühlsystemen sowie als zweckmäßiger Ort für die Installierung von Nachrichten-, Computer- und Alarmsystemkabeln dient. Diese Schächte verlaufen des öfteren über die gesamte Länge und Breite jeder Decke.
Tritt in einem Bereich zwischen einem Fußboden und einer darüberliegenden abgehängten Decke ein Brand auf, so wird dieser möglicherweise von den Wänden und anderen Bauelementen, die diesen Bereich umgeben, in Grenzen gehalten. Falls der Brand jedoch den Schacht erreicht und sich darin brennbares Material befindet, so kann sich der Brand schnell über ein ganzes Stockwerk des Gebäudes ausbreiten, und Rauch kann über den Schacht in angrenzende Bereiche gelangen. Der Brand könnte sich entlang den verschiedenen Kabeln, die im Schacht installiert sind, fortpflanzen.
Wegen der Möglichkeit einer derartigen Flammenausbreitung und Rauchentwicklung, insbesondere bei Förderung durch brennbare Kabelisolierungen, wurde die Verwendung von Elektrokabeln in Schächten in der Ausgabe des National Electric Code (NEC) aus dem Jahre 1975 verboten, sofern sie nicht von Metallrohren umgeben waren. Der Code gestattet jedoch bestimmte Ausnahmen von dieser aus Kostengründen untragbaren Anforderung. Beispielsweise sind flammwidrige, wenig Rauch entwickelnde Kabel ohne Metallrohr erlaubt, vorausgesetzt, daß sie von einem anerkannten Institut, wie z. B. den Underwriters Laboratories, geprüft und zugelassen werden.
Früher enthielten Kabel eine Seele mit einer Papierumwicklung, die in einer verhältnismäßig dicken Metallabschirmung eingeschlossen ist. Derartige Kabel sind jedoch verhältnismäßig unflexibel und lassen sich in Schächten nur unter gewissen Schwierigkeiten bewegen. Außerdem muß man bei der Installierung auf Schutz gegen einen möglichen Elektroschock achten, der dadurch verursacht werden kann, daß der Metallmantel der oben beschriebenen Kabel mit freiliegenden Stromversorgungsdrähten oder -geräten in einem Schacht in Berührung kommt. Außerdem erfüllt das oben beschriebene Kabel zwar die Flammenausbreitungsanforderungen des Codes, jedoch verhindert das enge Anliegen der Metallabschirmung an den Leitern eine Verkohlung der Leiterisolierung, durch die ein Teil des Kabels um den Brand herum wirksam versiegelt und die Rauchentwicklung vermindert werden könnte. Als Mantel- und Isoliermaterial für Schachtkabel ohne Metallrohr haben sich thermoplastische Fluorpolymere durchgesetzt, die jedoch verhältnismäßig teuer und schwer zu verarbeiten sind. Derzeit treten schachtgängige Brandschutzmassen auf Polyvinylchloridbasis in Erscheinung, die jedoch in der Regel viel schlechtere dielektrische Eigenschaften als gegenwärtig für Isolierzwecke eingesetzte Fluorpolymere aufweisen. Zu den dielektrischen Eigenschaften gehören im Rahmen der Erfindung speziell der Verlustfaktor und die Dielektrizitätskonstante.
Bei einem Ansatz zur Lösung der Probleme der Flammenausbreitung und Rauchentwicklung arbeitet man in ein Kabel eine Barriereschicht ein. So gehört ein Kabel mit einer Barriereschicht aus einem anorganischen zelligen, die Seele umgebenden Material und einer Metallbarriere mit in Längsrichtung verlaufenden Kanten, die eine Fuge bilden, zum Stand der Technik. Die Metallbarriere ist mit zwei thermoplastisches Material enthaltenden Bändern, die so um die Metallbarriere gewickelt sind, daß sie sich überlappen, bedeckt. Ein derartiges Kabel wird in der US-PS 4,284,842 beschrieben.
Eine weitere Beschreibung eines Barrierematerials, das Ethylencopolymere mit verbessertem Brandschutz enthält, ist der am 2. Juni 1987 eingereichten europäischen Patentanmeldung 0 248 404 zu entnehmen. Die Zusammensetzung enthält ein Ethylencopolymer, eine Mischung aus Aluminiumtrihydrat und Calciumcarbonat und/oder Calciummagnesiumcarbonat und einen Phosphatester. Im Idealfall enthält die Zusammensetzung ein Borosilicatglas. Durch den Phosphatester wird die Flexibilität der Zusammensetzung erhöht. Beim Zersetzen oder Brennen des Materials bilden die Aluminium- und Calciumbestandteile eine Keramikasche mit zelliger Struktur. Bei der Aschebildung wird die Asche zu einem Wärmeisolator. Durch das Borosilicatglas wird die Asche bei niedrigeren Temperaturen gehärtet als denjenigen, bei denen der Ca-Al-Komplex normalerweise aktiviert wird.
Unabhängig von dem jeweils angewandten Verfahren zur Verminderung von Flammenausbreitung und Rauchentwicklung stellt sich bei der Bereitstellung eines überlegenen flammwidrigen Nachrichtenkabels u. a. das Problem, einander gegenläufigen Betriebs- und oder Leistungskriterien gerecht zu werden. Isoliermaterialien sollten nach Möglichkeit eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante und einen verhältnismäßig niedrigen Verlustfaktor aufweisen. Das wird heutzutage angesichts der Kundenforderung nach immer höheren Übertragungsfrequenzen und Bitraten wichtig. Isoliermaterialien gemäß dem Stand der Technik, wie beispielsweise Polyethylen, die eine verhältnismäßig gute dielektrische Eigenschaften aufweisen, mangelt es jedoch an Beständigkeit gegenüber Flammenausbreitung.
Bei derzeitigen Lösungen unter Verwendung von speziellen Polymeren mit wünschenswerten elektrischen Eigenschaften verleibt man den Polymeren gezielt Additive ein, die die die Entstehung eines Brands verzögern. Einer derartigen Lösung sind jedoch Grenzen gesetzt. Viele Flammschutzadditive verzögern nur den Ausbruch eines Brands und verlieren zudem ihre Wirksamkeit, wenn die Temperatur einen kritischen Schwellenwert überschreitet. Außerdem führt der Einsatz von halogenierten und phosphorhaltigen Flammschutzmitteln im allgemeinen zu stärkerer Rauchentwicklung und ist mit der Bildung von korrosiven Gasen verbunden. Zur Verleihung von Flammwidrigkeit zugesetzte Metallhydrate beeinträchtigen möglicherweise die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Materials und mit Sicherheit die elektrischen Eigenschaften. In der Regel führen für eine verbesserte Flammwidrigkeit notwendige Additivsysteme zu schlechteren dieletrischen Eigenschaften. Gegenwärtig scheint es keinen allgemein anerkannten Weg für den Einsatz von Polyolefin-Isolierung mit einer zufriedenstellenden Ausgewogenheit bezüglich Flammwidrigkeit, mechanischen Eigenschaften und dielektrischen Eigenschaften zu geben.
Ein verhältnismäßig neuer Ansatz zur Bereitstellung eines Nachrichtenkabels mit überlegener Beständigkeit gegenüber Flammenausbreitung und Rauchentwicklung wird in der eigenen US-PS 5,173,690 beschrieben. Dort wird ein Brandschutzmittel beschrieben, in dem eine Mischung anorganischer Oxide in einer Reihe von verschiedenen Kabelstrukturen verwendet wird. So kann das Brandschutzmittel in Form des Kabelmantels oder eines sich in Längsrichtung erstreckenden Bands eingearbeitet oder zusammen mit dem Mantel coextrudiert werden. Insbesondere sind bei dem dortigen Barrieresystem die Flammenausbreitungs- und Rauchentwicklungseigenschaften der in der Seele zu verwenden Materialien nur von untergeordneter Bedeutung, da der Mantel bzw. das Band bzw. der coextrudierte Mantel eine Barriere zur Versiegelung der Seele und zur Verhinderung von Flammenausbreitung und Rauchentwicklung liefern soll.
Derartige Lehren offebaren jedoch nicht die Einarbeitung einer Mischung anorganischer Oxide in die Formulierung für das Isoliermaterial selbst. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Erfindung ein Isoliermaterial für Übertragungsmedien und ein zugehöriges Nachrichtenkabel beschrieben und beansprucht, das nicht nur eine überlegene Beständigkeit gegenüber Flammenausbreitung und Rauchentwicklung, sondern auch das für eine Verwendung als unmittelbar an das Übertragungsmedium angrenzende Materialschicht notwendige elektrische Verhalten liefert.

Kurze Darstellung der Erfindung

Die im vorhergehenden beschriebenen Probleme des Standes der Technik wurden durch das erfindungsgemäße Kabel wie in den Ansprüchen dargelegt bewältigt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Stirnansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Kabels mit überlegener Flamm- und Rauchwidrigkeit;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Teils eines Gebäudes zur Veranschaulichung einer Umgebung, in der das erfindungsgemäße Kabel eingesetzt werden kann; und
Fig. 3 ist eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Nähere Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein Kabel, das allgemein durch die Bezugszahl 20 bezeichnet ist. Das Kabel kann in den Räumlichkeiten eines Kunden verwendet werden, beispielsweise in einem Schacht 21 (siehe Fig. 2) eines Gebäudes. Außerdem kann das Kabel 20 in weniger strengen NEC-Brandkategorien eingesetzt werden, wie z. B. in einem nicht gezeigten Steigschacht eines Gebäudes.
Gemäß Fig. 1 enthält das Kabel 20 eine Seele 22, die ein oder mehrere Übertragungsmedien enthält, wie z. B. ein oder mehrere Paare 24-24 von isolierten metallischen Leitern 26-26 oder nicht gezeigten Lichtleitfasern. Über der Seele 22 ist ein Außenmantel 29 angeordnet. Zwar ist in den hier dargestellten und beschriebenen besonderen Kabelausführungen kein spezielles Ummantelungssystem aufgeführt, jedoch sollen selbstverständlich Kabelausführungen, die ein Gemisch anorganischer Oxide, wie es hier beschrieben und beansprucht wird, enthalten, ohne Berücksichtigung des für diese spezielle Anwendung gewählten genauen Ummantelungssystems in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Jeder der isolierten metallischen Leiter enthält einen sich in Längsrichtung erstreckenden metallischen Leiter 32 und eine diesen umgebende Isolierabdeckung 34. Die Isolierabdeckung 34 besteht erfindungsgemäß aus einem flammwidrigen thermoplastischen Material. Als Grundmaterial für die thermoplastische Isolierschicht eignen sich u. a. Polyvinylchlorid, Polyolefine, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Elastomere und deren Copolymere.
Die vorliegende Erfindung beschreibt die Modifizierung eines beliebigen, üblicherweise als thermoplastische Isolierschicht verwendeten Materials in der Art, daß dessen Beständigkeit gegenüber Flammenausbreitung und Rauchentwicklung wesentlich verbessert wird. Die das Übertragungsmedium umgebende erfindungsgemäße Isolerischicht enthält als Grundmaterial einen Thermoplast aus der obigen Aufzählung, der entweder schon von sich aus oder aufgrund einer speziellen Behandlung eine gewisse Flammwidrigkeit aufweist. Insbesondere wird das flammwidrige thermoplastische Material erfindungsgemäß durch Einarbeitung eines Gemischs anorganischer Oxide weiter modifiziert. Unabhängig vom ursprünglichen Flammwidrigkeitsniveau des thermoplastischen Materials wird durch die Einarbeitung der hier beschriebenen anorganischen Oxide in die thermoplastische Zusammensetzung die Flammwidrigkeit des erhaltenen Produkts wesentlich erhöht.
Ganz allgemein kann man derzeit auf dem Markt erhältliche thermoplastische Materialien, die sich zur Verwendung als erfindungsgemäße Isolierabdeckung eignen, in drei allgemeine Klassen unterteilen, nämlich flammwidrig ausgerüstete Polyolefin, halogenhaltige Polymere und technische Spezialharze. In der Industrie ist jedoch gut bekannt, daß nur wenige der Polymere der letzen beiden oben aufgeführten Gruppen die für den Einsatz bei der hier als bevorzugte Ausführungsform beschriebenen Nachrichtenkabelanwendung erforderlichen dielektrischen Eigenschaften aufweisen. Da außerdem die wenigen halogenhaltigen Polymere und/oder technischen Spezialharze, die für die bevorzugte erfindungsgemäße Anwendung geeignet erschienen, bisher beträchtlich teurer waren, empfehlen sich die flammwidrig ausgerüsteten Polyolefine als beste Gruppe für derartige Verwendungszwecke. Es sei bemerkt, daß die durch die hier beschriebene und beanspruchte Einarbeitung der beiden anorganischen Oxide in eine Isolierschicht aus einer der drei allgemeinen Klassen erzielten Vorteile und Verbesserungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.
Wenngleich Polyolefine von sich aus entflammbar sind, sind in der Industrie verschiedenste Methoden zur wesentlichen Verbesserung ihrer Flammwidrigkeit bekannt. Bei einer allgemein anerkannten Methode setzt man etwa 25 bis 35 Gew.-% eines hochchlorierten oder hochbromierten (60 bis 85 Gew.-%) Materials sowie etwa 5 bis 10 Gew.-% Antimonoxid zu. Als Alternative dazu kann man bekanntlich auch 25 bis 35 Gew.-% nichthalogenierte Materialien, in der Regel Bor-, Phosphor-, Stickstoff- und Siliciumverbindungen und/oder Kombinationen davon verwenden. Erfindungsgemäß soll jedes der beiden oben aufgeführten Beispiele für flammwidrig ausgerüstete Polyolefine oder eine beliebige andere in der Industrie anerkannte, die die gewünschten flammwidrig ausgerüsteten Polyolefine ergibt, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Speziell bezüglich der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Feststellung wichtig, daß es zwar eine Reihe von Methoden zur flammwidrigen Ausrüstung von an sich entflammbaren Polyolefinen gibt, dies aber ohne schwerwiegende Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften und/oder Verstärkung der Rauchentwicklung bei der Verbrennung sehr schwierig zu bewerkstelligen ist. In Anbetracht der hohen Anfroderungen der in Rede stehenden Anwendung ist daher ziemlich wahrscheinlich, daß in einer Formulierung mit den neuen Merkmalen der vorliegenden Erfindung außerdem auch noch verschiedene rauchunterdrückende Mittel, zusätzliche Zusammensetzungsstabilisatoren und andere Additive zugegen sind. Es wird jedoch angenommen, daß die Einarbeitung oder Weglassung derartiger Additive für die vollständige Realisierung der Vorteile und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich ist.
Das erfindungsgemäße Kabel bewältigt das Problem konkurrierender Eigenschaften durch Verbesserung der Formulierung des als Isolierschicht verwendeten Materials. Insbesondere enthält das neu formulierte Isoliermaterial mindestens ein erstes anorganisches Oxid mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt und ein devitrifizierendes zweites anorganisches Oxid mit einem verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt. Das bei niedriger Temperatur schmelzende erste anorganische Oxid des Additivsystems beginnt bei einer viel niedrigeren Temperatur zu schmelzen als typische Gläser, d. h. bei etwa 350ºC bis 450ºC. Siehe die britische Patentschrift GB 2220208. Die anorganischen Oxide können als Glasfritten bezeichnet werden.
Gläser, die als niedrigschmelzendes erstes anorganisches Oxid des Additivsystems eingesetzt werden könnnen, sind u. a. Phosphatgläser wie Gläser aus anorganischen Oxiden, die die folgende Zusammensetzung in Molprozent aufweisen: 1, 2 bis 3,5% B&sub2;O&sub3;, 50 bis 75% P&sub2;O&sub5;, 0 bis 30% PbO und 0 bis 5% mindestens eines Oxids aus der Gruppe bestehend aus Oxiden von Cu, Ag, Au, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Ce, Pr, Nd, Pm, 5 m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, Pd und U, und die mindestens ein Oxid, ausgewählt unter Alkalimetalloxiden, und mindestens ein Oxid, ausgewählt unter Erdalkalimetalloxiden und Zinkoxiden, enthalten. Bevorzugte bleioxidhaltige Gläser erhält man, wenn der Bleioxidgehalt im Bereich von 10 bis 30 Molprozent und der P&sub2;O&sub5;-Gehalt in der Zusammensetzung im Bereich von 50 bis 58 Molprozent liegt. Siehe US-PS 4,079,022, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Bei dem einen höheren Schmelzpunkt aufweisenden, zweiten anorganischen Oxid handelt es sich um eine devitrifizierende Fritte, die bei einer Temperatur von etwa 650ºC bis 1000ºC kristallisiert, d. h. von einem glasartigen in einen kristallinen Zustand übergeht, und eine krustige Schicht bildet, die den Innenteil des Kabels versiegelt. Das zweite anorganische Oxid bleibt zweckmäßigerweise bis zu einer Temperatur von etwa 1100ºC hart. Bei dem zweiten anorganischen Oxid kann es sich um eine geschnittene Keramikfaser und/oder Basaltfaser handeln. Als Keramikfaser ist Faser aus polykristallinem Mullit (Al&sub2;O&sub5;/SiO&sub2;) bevorzugt. Siehe die britische Patentschrift GB 2220208.
Im Handel ist eine Mischung aus glasartigen und keramischen Materialien von der Fa. Brunner Mond and Company, Ltd., unter der Bezeichnung Ceepree- Brandbarriere-Füllstoff erhältlich. Eine Beschreibung eines derartigen Material gibt A. S. Piers in einem Aufsatz mit dem Titel "Enhanced Performance of Composite Materials Under Fire Conditions", der bei der Konferenz "Polymers in a Marine Environment" am 23.-24. Oktober 1991 in London vorgestellt wurde. Mit einem derartigen Material befaßt sich auch ein Aufsatz in Band II der 'Proceedings of the Second Conference" vom 14-16. May 1991, herausgegeben von M. Levin und G. S. Kirshenbaum, Copyright 1991, von Business Communications Co., Inc. Eine Beschreibung dieses Materials findet sich auch in einer Broschüre von ICI Soda Ash Products vom Mai 1990, die einen am 17-18. Januar 1990 in London, England, gehaltenen Vortrag dokumentiert.
Außerdem beginnen die Glasfilamente oder -teilchen in den erfindungsgemäßen Kabeln schon bei einer Temperatur im Bereich von etwa 350ºC zu schmelzen, wie oben bereits erwähnt wurde. Dies stellt eine Abweichung von typischen Glasformulierungen dar, die im Bereich von 1500ºC schmelzen. Ferner schmelzen die Glasfilamente bei normalen Brandtemperaturen nicht erneut auf.
Durch das Schmelzen ergibt sich ein Strom aus dem glasartigen Material, der das brennende Material umfließt. Das brennende Material oder noch unzersetzte Teile davon werden verkapselt. Infolgedessen wird der Zutritt von Sauerstoff zur Seele gehemmt, was wiederum den Ausstoß von kohlenstoffhaltigen Zersetzungsprodukten in Form von Rauch hemmt. Dabei ergibt sich eine sehr stabile Verkohlungsproduktstruktur bei gleichzeitiger Verringerung der Rauchausbeute. Das erste anorganische Oxid verkapselt brennbares Material, Verkohlungsprodukt, Verstärkungsfasern und eventuell vorhandene Füllstoffe und verschmilzt mit diesen.
Außerdem erfährt das einen höheren Schmelzpunkt aufweisende zweite anorganische Oxid, wie oben bereits erwähnt wurde, bei höheren Temperaturen von etwa 650ºC und darüber eine Entglasung, d. h. es geht von einem glasartigen in einen kristallinen Zustand über. Infolgedessen steigt die Viskosität des Additivs an, und die Zusammensetzung geht durch Aushärtung in einen festen Zustand über. Bei der Aushärtung hält die zweite Fritte vom organischen Grundharz stammendes Verkohlungsprodukt zusammen. Dadurch entsteht eine harte, schützende Barriereschicht. Die krustige Schicht verhindert den Durchgang von Rauch, giftigen Dämpfen und Flammen. Infolgedessen werden Flammenausbreitung und Rauchentwicklung gehemmt. Die Barriereschicht verkapselt somit brennbares Material, Verkohlungsprodukt, Verstärkungsfasern und eventuell vorhandene Füllstoffe und verschmilzt mit diesen. Die entstehende kristalline Struktur liefert thermischen Schutz bis zu einer Temperatur von etwa 1100ºC.
Die Mischung aus glasartigen und keramischen Materialien verzögert nicht die Entzündung, sondern widersteht vielmehr in Zusammenarbeit mit dem Grundmaterial dem Eindringen von Wärmeenergie unter Beibehaltung der Stromkreisintegrität des Kabels. Die Verzögerung der Entzündung kann man durch Mitverwendung der oben genannten verkohlenden und hydratisierten Additive erreichen.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die anorganischen Oxide auch im Außenmantel dispergiert werden. Eine derartige Kabelkonfiguration kann für Anwendungen wünschenswert sein, bei denen die zulässige Flammenausbreitung und Rauchentwicklung sehr hohen Beschränkungen unterliegen. Außerdem kann eine Glas-Keramik-Mischung im Kabel 20 auch auf mehrere andere Arten ausgeführt sein. Beispielsweise kann man die Glasfilamente oder -teilchen zusammen mit einem anderen Kunststoffmaterial, das im Kabel verwendet wird, coextrudieren. Beispielsweise könnte man das Glas mit der thermoplastischen Isolierschicht coextrudieren.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Kabel, das allgemein mit der Bezugszahl 50 bezeichnet ist, enthält eine Seele 52, die ein oder mehrere Paare 24-24 von isolierten metallischen Leitern 26-26 bzw. nicht gezeigte Lichtleitfasern enthält. Über der thermoplastischen Isolierschicht 34 von isolierten metallischen Leitern 26-26 bzw. nicht gezeigten Lichtleitfasern ist eine zusätzliche Schicht 56 angeordnet, die bei Einwirkung von Temperaturen von mindestens 350ºC eine Barriereschicht bilden soll. Die Barriereschicht 56 kann als Überzug aufgebracht oder zusammen mit der Isolierschicht 34 coextrudiert werden.
Bei Verwendung eines Überzugs oder einer coextrudierten Schicht hängt der Anteil jedes Bestandteils in Gewichtsprozent von den Eigenschaften des Kabels, wie z. B. den gewünschten mechanischen Eigenschaften, ab. Eine typische Zusammensetzung für die coextrudierte Barriereschicht enthält etwa 10 bis 50% eines polymeren Grundmaterials, etwa 5 bis 70% eines Flammschutzsystems ausschließlich der anorganischen Oxide und etwa 5 bis 60% der anorganischen Oxide.
Das erfindungsgemäße Barrieresystem ermöglicht die Verwendung in der Seele von Kabelmaterialien, die sehr günstige dielektrische Eigenschaften besitzen und verhältnismäßig billig, aber nicht so flammwidrig wie beispielsweise TEFLON-Kunststoff sind. Mit dem erfindungsgemäßen Barrieresystem kann man vorteilhafterweise in der Seele günstige dielektrische Materialien verwenden, und die coextrudierte Schicht liefert eine Barriere zur Versiegelung der Seele und zur Verhinderung von Flammenausbreitung und Rauchentwicklung.
Die Funktion der Barriereschicht des erfindungsgemäßen Kabels unterscheidet sich vorteilhafterweise von der von Flammschutzadditiven. Sie verzögert nicht immer die Entzündung, sondern bewirkt vielmehr, daß das Wirtsmaterial, d. h. das Polymermaterial, dem Eindringen von Feuer und der Freisetzung von damit verbundenem Rauch und brennbaren Substanzen widerstehen kann, und schwächt jeglichen Verlust an Integrität und damit verbundenen mechanischen Eigenschaften ab.

Claims

1. Brandgeschütztes Nachrichtenkabel mit:

einer Seele, die mindestens ein Übertragungsmedium enthält; und

einer mindestens ein Übertragungsmedium umgebenden flammwidrigen thermoplastischen Isolierschicht, die eine Mischung aus einem ersten anorganischen Oxid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es bei Temperaturen von mindestens etwa 350ºC schmilzt, und einem zweiten anorganischen Oxid, das bei etwa 650ºC zu kristallisieren beginnt, enthält.

2. Kabel nach Anspruch 1, bei dem die flammwidrige thermoplastische Isolierschicht bei Temperaturen im Bereich von etwa 350ºC bis 1000ºC eine krustige Schicht, die die Seele von der Wärmeenergie isoliert und die Entwicklung von brennbaren Gasen und Rauch minimiert, bildet.

3. Kabel nach Anspruch 2, bei dem das Grundmaterial für die thermoplastische Isolierschicht aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Elastomeren und deren Copolymeren stammt.

4. Kabel nach Anspruch 3, bei dem die Polyolefine aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen und Polypropylen stammen.

5. Kabel nach Anspruch 3, bei dem die Copolymere Comonomere aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, Butylen, Penten, Hexen, C&sub1;-C&sub6;-Alkylacrylaten oder -Alkylmethacrylaten, Acrylsäure, Methacrylsäure und Vinylacetat enthalten.

6. Brandgeschütztes Nachrichtenkabel mit:

einer Seele, die mindestens ein Übeibtragungsmedium enthält;

einer mindestens ein Übertragungsmedium umgebenden flammwidrigen thermoplastischen Isolierschicht und einer an den Außenmantel angrenzenden Barriereschicht, die eine Mischung aus einem ersten anorganischen Oxid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es bei Temperaturen von mindestens etwa 350ºC schmilzt, und einem zweiten anorganischen Oxid, das bei etwa 650ºC zu kristallisieren beginnt, enthält.

7. Kabel nach Anspruch 6, bei dem die flammwidrige thermoplastische Isolierschicht bei Temperaturen im Bereich von etwa 350ºC bis 1000ºC eine krustige Schicht, die die Seele von der Wärmeenergie isoliert und die Entwicklung von brennbaren Gasen und Rauch minimiert, bildet.

8. Kabel nach Anspruch 7, bei dem das Grundmaterial für die thermoplastische Isolierschicht aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Elastomeren und deren Copolymeren stammt.

9. Kabel nach Anspruch 8, bei dem die Polyolefine aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen und Polypropylen stammen.

10. Kabel nach Anspruch 8, bei dem die Copolymere Comonomere aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, Butylen, Penten, Hexen, C&sub1;-C&sub6;-Alkylacrylaten oder -Alkylmethacrylaten, Acrylsäure, Methacrylsäure und Vinylacetat enthalten.