NL8001294A - Werkwijze voor het continu aanbrengen van omhullingen voor langgestrekt materiaal, in het bijzonder van elek- trische kabels. - Google Patents

Description

* N.O. 28.699 -1- * .

Werkwijze voor het continu aanbrengen van omhullingen voor lang-gestrekt materiaal, in het bijzonder van elektrische kabels.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het continu aanbrengen van omhullingen voor langgestrekt materiaal uit peroxi-disch verknoopbare alkeencopolymeren, in het bijzonder ieola'tie voor elektrische kabels voor hoge en · .. matig hoge spanningen.

5 De toenemende benutting van aanwezige kabelnetten en de over- gang naar hogere spanningen alsmede de eis naar een hogere bedrijfs-sparming hebben ertoe geleid dat ook de eisen aan de kwaliteit van de kabels steeds hoger worden. Zo wordt om glimontladingen in de kabelisolatie · te vermijden, die uiteindelijk doorslag en ten 10 slotte een afbraak van de kabel kunnen veroorzaken, onder andere bijzondere waarde gehecht aan een kabelisolatie , die vrij van verontreinigingen is. Om bij · thermo-plastisch polyetheen de zogenaamde polyetheen-tabak alsmede metaaldeeltjes en andere vuildeel-tjes te verwijderen is het reeds in de praktijk gebruikelijk het 1-5 polymeer-materiaal te zeven. Daar bij dit zeefproces of filtreer-proces, in het bijzonder ook door het niet te verm-ijden optreden van afschuifkrachten in het materiaal, temperaturen in de massa van 130°C en hoger optreden, is deze voorzorgsmaatregel ter verzekering van het verkrijgen van isoleringen die vrij van verontreinigingen 20 zijn in de gevallen niet meer mogelijk waarin thermoplastische of elastomere materialen waaraan verknopingsmiddelen zijn toegevoegd moeten worden gebruikt. T»n gevolge van de massa-drukverhoging bij het zeven van polymeermassa's en van de daarmede toenemende afschuif kracht en komt het bijvoorbeeld in een smelt van verknoopbaar 25 polyetheen reeds in deze toestand ten minste tot een beginverkno-ping op· grond van de in het mengsel aanwezige verknopingsmiddelen.

Deze zogenaamde "scorch-vorming" veroorzaakt in het gerede extru-sieprodukt een aanzienlijke vermindering van de kwaliteit, zodat men tot dusverre met betrekking tot verknopingsmiddelen bevattende ma-50 terialen afzag van een affiltratie van in het werkmateriaal aanwezige verontreinigingen of zeven met zeer wijde mazen gebruikte.

In het bijzonder voor de toepassing van verknoopte materialen in het gebied van hoge spanningen is het echter beslist noodzakelijk eeiisolatiemateriaal met een grote zuiverheid op de geleider te 35 brengen. Deze zuiverheid kan uiteindelijk slechts doelmatig door een zeefproces met een zeef met fijne mazen of een filtreerproces worden gegarandeerd, daar daarmee zowel de in het granulaat aanwezige, 80 0 1 2 94 Λ -2- r als de tijdens het verwerkingsproces verkregen verontreinigingen worden verwijderd.

Aan de uitvinding lag derhalve het probleem ten grondslag een mogel ijkheid te verschaffen het bij de verwerking van thermoplas-5 tiscbe materialen tekende zuiveringsproces ook voor materialen geschikt te maken die verknopingsmiddelen bevatten, waarbij op grond van de door de verknopingsmiddelen bepaalde initiëringstemperaturen het gevaar van voorverknopingen bestaat.

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost doordat het 10 eerst peroxidevrije polymere basismateriaal wordt gesmolten, gehomogeniseerd en in dezelfde bewerkingsgang, echter in een van het smelten homogeriseringsproces ruimtelijk gescheiden procestrap in de uiteindelijke vorm wordt gebracht en dat vc/cfr het proces van het brengen in de uiteindelijke vorm ten minste de verknopingsmiddelen (per-15 oxiden) in het gesmolten en gehomogeniseerde polymere materiaal worden gedoseerd. Deze maatregel heeft het voordeel dat het bij,voorbeeld in vloeibare vorm ingebrachte verknopingsmiddel in een homogene smelt terecht komt, waarin het verknopingsmiddel snel en goed kan worden verdeeld, zodat het inbrengingsproces en het smeltproces niet 20 worden gestoord en optimaal kan worden uitgevoerd zonder dat rekening behoeft te worden gehouden met het gevaar van scorch-vorming door peroxide.

De uitvinding gaat daarbij uit van een eigenlijk voor andere doeleinden bekende inrichting (Duits Offenlegungsschrift 24 5Q 776), 25 die bestaat uit twee L-vormig aangebrachte extrusieinrichtingen.waarvan de eerste dient voor het smelten en het homogeniseren en de tweede voor het afvoeren of het uiteindelijk vormen van het polymere materiaal. Zo is bij uitvoering van de uitvinding verzekert dat isoleringen worden verkregen die nagenoeg vrij van verontreinigingen zijn. 30 Volgens de werkwijze van de uitvinding worden voor het overige de in de praktijk bekende problemen met betrekking tot aanslag op wormen ten gevolge van een verwijdering van antioxidantia van het oppervlak van het granulaat door afspoelen .vermeden. De worm zelf kan zijn voorzien van geschikte mengeenheden die een snelle 35 en homogene verdeling van de verknopingsmiddelen begunstigen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het doelmatig indien het gesmolten en gehomogeniseerde polymere materiaal voordat het materiaal wordt onderworpen aan de bewerkingstrap (uiteindelijk vormen) aan een filtratieproces wordt onderworpen met het oog op 40 verontreinigingen. Dit heeft het bijzondere voordeel dat met een 800 1 2 94 -3-

A

·> zeef met fijne mazen kan worden gezeefd en dat geen rekening behoeft te worden gehouden met het gevaar van scorch-vorming ten gevolge van vergrote afschuifkrachten.

Daarvan afwijkend kan het echter ook doelmatig zijn indien het 5 doseren van ten minste de verknopingsmiddelen in tijd en ruimtelijk tussen de homogenisering van de massa en de aanvang van de be-werkingstrap ''uiteindelijk vormen” wordt uitgevoerd. Naast de verknopingsmiddelen kunnen op deze plaatsen ook andere toevoegsels, zoals stabilisatoren, antioxydantia en dergelijke worden toegevoegd.

10 In het bijzonder in het geval dat bijvoorbeeld in het overgangs gebied van de eerste naar de tweede extrusieinrichting een ontgassing van de massa moet worden uitgevoerd is het volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding doelmatig gebleken ten minste de verknopingsmiddelen tijdens de opbouw van de druk 15 in de procestrap "uiteindelijk vormen" toe te voegen. Het proces van de ontgassing heeft dan geen storende invloed op de verdeling van de verknopingsmiddelen in de isolering.

Als verknopingsmiddelen kunnen op zichzelf bekende verbindingen worden gebruikt, bijvoorbeeld op basis van organische peroxiden die 20 met ö[e merknaam Trigonox D 14Ο of op basis van di-tert .butyl-per-oxide, of produkten die met de merknaam Perkadox 14 of dicumylper-oxide bekend zijn. Daar deze toevoegsels, met uitzondering van divert.butylperoxide, bij kamertemperatuur vast zijn is het volgens de uitvinding doelmatig gebleken de verknopingsmiddelen in opgeloste 25 vorm te gebruiken. Bijzonder doelmatig is in dit verband indien de vloeistof die de verknopingsmiddelen bevat een gelijktijdig als span-ningstabilisator werkend oplosmiddel of spanningsstabilisatoren in opgeloste vorm bevat. De oplosmiddelen voor de peroxidische verknopingsmiddelen die in het algemeen koolwaterstoffen met aromatische 50 ringen zijn kunnen daarnaast doelmatig onverzadigde groepen, zoals vinyl-, propenyl-groepen en dergelijke bevatten en op deze wijze geheel of gedeeltelijk in verloop van de peroxidische verknoping op polyetheen-macromoleculen worden geënt.

Naast de bij de bereiding van verknoopbare polymere materialen 35 gebruikte peroxiden of peroxide-mengsels alsmede coagentia, bijvoorbeeld dicumylperoxide, kunnen volgens de werkwijze van de uitvinding ook peroxiden met een hogere ontledingstemperatuur worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld diisopropylbenzeenmono hydroperoxide of tert. butylhydroperoxide.

40 De uitvinding wordt aan de hand van het in de figuur weergege- «00 1 2 94 r -4- *- ven uitvoeringsvoorbeeld geïllustreerd.

Het polymeermengsel, bijvoorbeeld een polyetheen, wordt in een trechter 1 van een extrusieinrichting 2 gebracht. Door middel van een roterende worm 3 wordt eerst een vermenging en daarna een 5 smeltproces en een homogenisering van het polymere materiaal uitgevoerd. Overeenkomstig de ingestelde transportsnelheid wordt het gehomogeniseerde materiaal via een verbindende flens 4 in een extrusieinrichting 5 geleid, die als zogenaamde "Austragextruder" is geconstrueerd. Met behulp van deze extrusieinrichting IQ wordt het toegevoerde materiaal in een spuitkop 6 op een elektrische geleider 7» bijvoorbeeld een hoogspanningskabel gebracht. Om met zekerheid te bereiken dat het gebruikte materiaal zodanig van verontreinigingen vrij is dat het materiaal voldoet aan de gestelde eisen is op de plaats 8 een zeefinrichting aangebracht.die in de 15 figuur schematisch is weergegeven en waardoor het gehomogeniseerde materiaal wordt geleid. De ten gevolge van afschuifkrachten optredende verhoogde temperaturen zijn voor het mengsel van minder belang, daar op dit tijdstip het bereide polymere materiaaL nog vrij·, van verknopingsmiddelen is.

20 In plaats van de verknopingsmiddelen, zoals tot dusverre ge bruikelijk is, samen met het polymere materiaal toe te voeren, is, zoals uit de figuur verder blijkt, op de plaats 9 in cLe afvoer-extrusieinrichting 5 een aansluiting aangebracht, waardoor het ver-knopingsmiddel in de fase van de opbouw van de druk direct aan het 25 van verontreinigingen vrije en reeds gehomogeniseerde mengsel wordt toegevoegd. De verknopingsmiddelen worden bijzonder gemakkelijk opgenomen, homogeen in het mengsel verdeeld en zonder gevaar van een beginverknoping samen met het polymere materiaal door de spuitkop 6 uit de inrichting geëxtrudeerd.

30 (conclusies) 800 1 2 94

Claims (8)

1. Werkwijze voor het continu aanbrengen van omhullingen voor langgerekt materiaal uit peroxidisch verknoopbare alkeenpolymeren of alkeencopolymeren, in het bijzonder van isolatie voor elektrische 5 kabels voor matig hoge of hoge spanning, met het kenmerk, dat men het eerst peroxidevrije polymeer basismateriaal smelt, homogeniseert en in dezelfde bewerkingsgang maar in een van het smelt- en homogeniseringsproces ruimtelijk gescheiden procestrap uiteindelijk vormt en dat men vóór het proces van het 10 uiteindelijk vormen ten minste de verknopingsmiddelen (peroxide) in het gesmolten en gehomogeniseerde polymere materiaal doseert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat men het gesmolten en gehomogeniseerde polymere materiaal voordat het materiaal in de procestrap "uiteindelijk vormen" wordt ge- 15 bracht filtreert in verband met verontreinigingen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het doseren van ten minste de verknopingsmiddelen tijdelijk en ruimtelijk uitvoert tussen de homogenisering en het begin van de procestrap "uiteindelijk vormen". 20

4· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2,met het ken merk, dat men het doseren van ten minste de verknopingsmiddelen tijdens de opbouw van de druk in de procestrap "uiteindelijk vormen" uitvoert.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4,met het ken- 25 merk, dat men de verknopingsmiddelen in opgeloste vloeibare vorm toevoegt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5> m e t het kenmerk, dat men als oplossing die de verknopingsmicöelen bevat een oplossing gebruikt, die tevens spanningsstabiliserend werkt of een 30 overeenkomstige oplossing, die spanningsstabilisatoren bevat.

7. Inrichting ter uitvoering van de werkwijze volgens conclusies 1-6, bestaande uit twee door een overgang met elkaar verbonden extrusieinrichtingen, gekenmerkt doodatinde overgang en/of in de tweede extrusieinrichting aansluitingen voor 35 de toevoer van ten minste de verknopingsmiddelen zijn aangebracht.

8. Inrichting volgens conclusie 7, gekenmerkt door-dat aansluitend op de eerste extrusieinrichting een zeef- of fil-treerinrichting is aangebracht, die een van verontreinigingen nagenoeg volkomen vrije materiaaloverdracht naar de tweede extrusie- 40 inrichting mogelijk maakt. 80 0 1 2 94