DE1665642C - Verfahren zur Herstellung eines mit geschäumtem Kunststoff isolierten elektn sehen Leiters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilft ein Verfahren zur Herstellung eines mit geschäumtem KimstsUilT isolierten elektrischen Leiters, hei dem der elektrische Leiter zunächst mit einer Lösung eines kristallinen Polymers beschichtet, dann getrocknet und anschließend zur Erzeugung geschlossener Sehaumzellen in der beschichtung erhitzt wird.

Das konventionelle Verfahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffisolierungen auf elektrischen Leitern ist in F i g. I der Zeichnungen dargestellt und besieht im Aufbringen einer Lösung von kristallinem Polyäthylen oder -propylen auf den elektrischen Leiter w in einem Lösungs-Beschichtungstank I, Passage des beschichteten Leiters durch einen Trockjningstunnel 3 mit anschließender Passage durch einen Schäumungs-(Erhitzungs-)Ofen 4 zur Erzeugung geschlossener Zellen im Inneren der Beschichtung, wonach der mit geschäumtem Plastik isolier'e Leiter auf eine Spule 5 aufgewickelt wird.

Wenn der mit der Lösung 2 beschichtete elektrische Leiter w in den Trocknungstunnel 3 eintritt, setzt gleichzeitige Kühlung der Beschichtungslösung und Verdampfung des darin enthaltenen Lösungsmittels ein. Nachdem der größte Anteil des Lösungsmittels aus der Beschichtungslösung entfernt ist und das den Rest des Lösungsmittels enhaltende PoIyiithyleii oder -prop;'en ch ich Abkühlung koaguliert ist, werden in der Beschichtung nahezu kugelförmige Polymerteilchen mit dazwischenliegenden Zwischenräumen angehäuft und vergroi.k-.-t. Di die Beschichtung in diesem Moment ein weißes Aussehen annimmt, wird diese Erscheinung als «Wolkig- oder We iß werden« bezeichnet.

Der beschichtete Leiter, dessen Beschichtung ein weißes Aussehen angenommen hat. tritt dann in den Schäumungsofen 4 ein, wo in eier Beschichtung durch nochmaliges Schmelzen des Polyäthylens oder -props lens und Verdampfung des noch darin enthaltenen Lösungsmittels durch Erhitzen geschlossene Schaumzellen erzeugt werden. Auf diese Art werden schaumisolierte Leiter erhalten.

Bei Anwendung des vorstehend beschriebenen, konventionellen Verfahrens schwankt jedoch die zum Weißwerden benötigte Zeit in Abhängigkeit von der Abkühlungs- und Trocknungs-Cii sehwindigkeit der Beschichtung und von der Art des verwendeten Polymers. Aus diesem Grund muß die Beschichtungsgeschwindigkeit den Schwankungen von atmosphärischem Druck und Luftfeuchtigkeit und der Art des Verwendeten Polymers angepaßt werden. Im weiteren ist die bis zum Auftreten des Weißwerden benötigte Sie it lang, da dieses Verfahren keinerlei Mittel /ti (leren Beschleunigung einsetzt, wodurch die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Beschickungsvorrichtung auf einen niedrigen Bereich beschrankt bleibt.

Durch die deutsche Auslegeschrift I 092 082 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit geschäumtem Kunstslolf isolierten elektrischen Leiters bekannt, bei dem der blanke Draht zunächst durch eine Kunsthiir/lösting geführt wird, das Flußmittel der Lösung nach dem Auftragen verdampft und anschließend durch Erhitzen die Verschäumung des Kunststoffs bewirkt wird. Gegenüber diesem bekannten Verfahren unterscheidet sich das erfmdiingsgcmäi.k¹ Verfahren dadurch, daß zwischen dem Beschichtiings- und dem Trocknungsvorgang der Leiter in ein Wasserbad mi( filier Temperatur von mindestens M) C getaucht wird.

Aus der deutschen Aiislegeschrift I OHH 566 ist es bekannt, zur Herstellung eines mit geschäumtem Kunststoff isolierten elektrischen Leiters diesen nach dem Auftragen der Kunstharzlösimg in kaltem Wasscr abzukühlen und dann in den schaumerzeugenden Ofen zu führen. Durch die Abkühlung des beschichteten Leiters in dem Wasserbad soll gemäß dieser Auslegeschrift die Härte der Ummantelung erhöht werden. In dieser Auslegeschrift ist jedoch kein

ίο Hinweis darauf zu finden, durch die Kühlung des beschichteten Leiters die Durchlaul'geschwindigkeit de* gesamten Verfahrens sowie die Erscheinung des Weißwerdens zu beschleunigen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht

ii darin, die Durchlaufgeschwindigkeit bei der Durchführung eines Beschichtungsverfahren zu erhöhen und gleichzeitig dieses Verfahren unabhängig von atmosphärischen Bedingungen zu machen. Insbesondere soll die Erscheinung des Weißwerdens beschleunigt werden, da dieses eine Vorbedingung zum Schäumen der Beschichtung darstellt.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Hers^!ellung eines mit geschäumtem Kunststoff isolierten elektrischen Leiters, bei dem der elektrische Leiter zunächst mit einer Lösung eines kristallinen Polymers beschichtet, dann getrocknet und anschließend zur Erzeugung geschlossener Schaumzellen in der Beschichtung erhitzt wird, gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Leiter vor dem Trockenvorgang in Wasser mit einer Temperatur von mindestens 50 ' C eingetaucht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird warme Luft auf die Oberfläche des beschichteten Leiters nach dem Biniauchen in warmes Wasser und vor dem Trocknen aufgeblasen, wobei die Temperatur dieser Luft mindestens 35 C beträgt.

Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der beschichtete elektrische Leiter nach dem Eintauchen in warmes Wasser und vor dem Trocknen und Erhitzen zur Erzeugung der geschlossenen Zellen in der Beschichtung in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, welche mit dem zur Herstellung der Lösung des kristallinen Polyäthylens oder -propylens verwendeten Lösungsmittel vcrl'äglich ist. Dabei wird als Flüssigkeit vorzugsweise n-Propanol mit einer Temperatur von mindestens 50 C verwendet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In F 1 g. 2 zeichnet 1 den I.ösungs-Bcschichtungstank. 2 eine Lösung von kristallinem Polyäthylen oder -propylen, 3 ücu Trock.-ungsiimnel. 4 den Schäumungs- oder Lihilzungsofen und S die Aufwickelspulc, wie in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß in der Nähe des Lösungs-Beschichtungr.ianks 1 ein Heißwasscrtrpg 11 vorhanden ist.

Der Leiter w, welcher mit der Lösung 2 des kristallinen Polymers beschichtet wurde, passiert zuerst den Heißwassertrog II, und anschließend wird die Beschichtung im Trocknungstunnel 3 getrocknet und nachher erhitzt. Anschließend wird zur Erzeugung geschlossener Schaumzellen in der Beschichtung im Schäumungsofen 4 erhitzt und dann auf die Spule 5 aufgewickelt.

Wenn der mit der Lösung des kristallinen Polymers beschichtete Leiter unmittelbar nach der He-

schichtung _m warmes Wasser getaucht wird, tritt schnelle Abkühlung der Beschichtung unterhalb deren Veifestigungstemperaüir ein, und das Innere der Beschichtung nimmt eine Form an, unter welcher die angehäuften Polymerteilchen leicht von der Beschichiungslösimg getrennt werden können, so daß die zum Weißwerden benötigte Zeit bemerkenswert abgekürzt wird.

Als Ergebnis zahlloser, wiederholt durchgeführter Versuche wurde gefunden, daß die geeignete Temperatur des warmen Wassers bei 50 ' C oder darüber liegt, mit einem Optimum von 65 bis 90° C. Eine geeignete Eintaiiclulaue." liegt beispielsweise bei 0,05 bis 10 Sekunden. Wenn die Temperatur des warmen Wassers weniger als 50' C beträgt, wird die Erschei-Hung des Weißwerdens nicht genügend beschleunigt, um die volle gewünschte Wirkung zu erzielen. Im weiteren ist das Eintauchen des beschichteten Leiters in warmes Wasser auf Grund der Dämp.ungswirkung des Wassers auch wirksam zur Verhütung von Vibralionen des beschichteten Leiters.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach Passage des beschichteten Leiters durch den Heißwassertrog 11, wie in Fig. 2, läuft dieser, vor dem Trocknen, dem Schäumen durch Erhitzung und dem Aufwickeln auf eine Spule, durch den Tunnel 12, in welchem Heißluft auf seine Oberfläche geblasen wird. In dieser Ausführungsform wird die Erscheinung des Weißwerdens mehr beschleunigt ttls in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform. Wenn der mit einer Lösung kristallinen Polymers beschichtete Leiter, wie in Fig. 2 g ?eigt, durch den Heißwassertrog 11 läuft, wird wohl die Abtrennung angehäufter Polymerteilchen beschleunigt, jedoch kann das in der Beschichtung enthaltene Lösungsmittel noch nicht genügend verdampft werden, wodurch Anteile des Lösungsmittels noch an der Oberfläche der Beschichtung und in den Zwischenräumen zwischen den angehäuften Polymerteilchen zurückbleiben. Solche Lösungsmittelrückstände können durch Passage des beschichteten Leiters durch den Meißlufttunnel 12 besser zur Verdampfung gebracht werden, woraus eine weitere Beschleunigung der Erscheinung des Weißwerdens resultiert.

Nachstehend wird das erfindungsgcmäße Verfahren an Hand von Beispielen erläutert.

wurde. (Die bis zum Auftreten des Weiüwerdens benötigte Zeit ist in Sekunden angegeben und bedeutet die Zeitspanne vom Moment des Verlassens des Lösungstankes bis zum Moment des W-'ißwerdens.)

	Knnvcn-	Eingetaucht	Anblasen um
	l i 1111 e M1 .· ■>	wahrend	fill C I nil mich
Muster M τ-	Verfuhren	5 Sekunden	I inlaiichcn
ΓΝ Γ.		in Wasser	wahl cm!
		von 75 ■ C	5 Sekunden
	27		in Wasser
1	~)~>	13	vnn 75 C
2	~n	12	9
	20	12	S
4	24	12	y
5		i;>	9
Durch	23		9
schnitt		12
	9

Beispiel I

Ein Kupferdraht von 0,32 mm Durchmesser wurde •lit einer Lösung, enthaltend 28 Gewichtsprozent l'olyäthylen hoher Dichte in Xylol, bei 130' C belchichtet und anschließend während 5 Sekunden in Wasser von 75 C eingetaucht. Derart hergestellte Muster und solche, welche nach dieser Beschichtung und Warmwasserbchandlung durch Aufblasen von Luft einer Temperatur von 60" C und einer Geschwindigkeit von 1 m/Sek. nachbehandclt worden waren, wurden mit Mustern, welche nach konventioneller Methode hergestellt worden waren, verglichen, indem die bis zum Auftreten des Weißwerdens benötigte Zeit gemessen wurde. Der Durchmesser all der beschichteten Muster wurde auf ungefähr 0,55 mm eingestellt, um den Einfluß von Dickenschwankungen der Beschichtung in dieser Verglcielisprüfung auszuschalten. Die nachstehend angeführten Resultate beweisen, daß das angestrebte Ziel erreicht Als Resultat zahlreicher Versuche wurde gefunden, daß die geeignete Lufttemperatur 35⁰C oder mehr beträgt und das Optimum bei 45 bis 65 C liegt.

F i g. 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in den Fig. 2 und 3 ist der Heißwassertrog mit 11 bezeichnet, und 13 bezeichnet einen Tank, enthaltend eine Flüssigkeit, welche mit dem zur Herstellung der Lösung des kristallinen Polyäthylens oder -propylens verwendeten Lösungsmittel verträglich ist. Wie vorstehend angeführt, wird der mit einer Lösung des kristallinen Polymers beschichtete Leiter zuerst in den Heißwassertrog Il und anschließend in die Flüssigkeit des Tanks 13 getaucht, nachher im Trocknungstunnel 3 getrocknet, hierauf im Schäumungsofcn 4 zum vollständigen Schäumen der Beschichtung erhitzt und schlußendlich wie üblich auf Spule 5 gewickelt.

Wie bereits erwähnt, beschleunigt das Eintauchen des beschichteten Leiters in warmes Wasser das Weißwerden. Wenn jedoch der beschichtete Leiter nur durch den Heißwassertrog 11 läuft, verdampft das Lösungsmittel nicht genügend, sondern bleibt zum Teil an der Oberfläche der Beschichtung und in den Zwischenräumen zwischen ilen angehäuften Polymerteilchen zurück. Diese Lösungsmitielrückständc werden beschleunigt gelöst und extrahiert 5" durch Passage durch die Flüssigkeit im Tank 13, wodurch das Weißwerden weiterhin beschleunigt wird. Als Flüssigkeiten für diesen Zweck können für eine Lösung des kristallinen Polyäthylens oder -propylens in Xylol beispielsweise Alkylalkohole, chlorierte und aromatische Kohlenwasserstolle verwendet werden, und die Temperatur der Flüssigkeit kann von Raumtemperatur sein, obwohl es vorzuziehen ist, wenn sie bei 50° C oder darüber liegt.

B c i s ρ i e 1 2

Wie im Beispiel 1 wurde ein Kupfeidi.iht von 0,32 mm Durchmesser mit einer Lösung, enthaltend 28 Gewichtsprozent Polyäthylen hoher Dk hit.· πι Xylol, bei 130"C beschichtet. Der beschichtet Leiter wurde unmittelbar nach der Beschichtung während 3 Sekunden in Wasser von 75 ' C und ansihli< ßenci ein Teil davon während 2 Sekunden und em

45

Teil davon während 4 Sekunden in n-I'ropanol von 53 C eingetaucht. Die zinn Weißwerden benötigte Zeitdauer dieser Muster wurde im Vergleich zu solchen, welche nach konventioneller Methode hergestellt worden waren, wie im Beispiel I angegeben, s gemessen. Der Durchmesser all der beschichteten Musler wurde auf ungefähr 0,55 mm eingestellt, um den Einfluß von Schwankungen in der Beschichtungsdicke während diesen Vergleiehsmcssungen auszuschalten. Gegenüber der von den nach konven- i_(; tionellem Verfahren hergestellten Mustern benötigten Zeitdauer von 20 bis 27 Sekunden war die von den nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergeslelltcn Mustern benötigte Zeitdauer auf 9 bzw. 10 Sekunden reduziert. i«

Wie bereits erwähnt, beschleunigt das crfindungsgeinäßc Verfahren die Erscheinung des Weißwerdens, welches eine Vorbedingung für das Schäumen der Beschichtung darstellt, durch Hintauchen in warmes Wasser, Hintauchen in warmes Wasser und Aufblasen warmer Luft oder durch Eintauchen in warmes Wasser und anschließend in eine Flüssigkeit. Es zeigt die Vorteile, daß die Herstcllungsgcschwindigkcit erhöht wird, ohne daß sie durch die Art des verwendeten l'olyiilliylcns oder -prnpylcns beeinflußt wird, und daß diese Geschwindigkeit während allen Jahreszeiten, ohne Beeinflussung durch Wechsel in den atmosphärischen Bedingungen, eingehalten werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines mit geschäumtem Kunststoff isolierten elektrischen Leiters, bei dem der elektrische Leiter zunächst mit einer Lösung eines kristallinen Polymers beschichtet, dann getrocknet und anschließend zur Urzeugung geschlossener Schaumzcllcn in der Beschichtung erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Leiter vor dem Trockenvorgang in Wasser mit einer Temperatur von mindestens 50° C eingetaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der warmen Luft, die nach dem Eintauchen in warmes Wasser und vor dem Trocknen und Erhitzen auf die Oberfläche des beschichteten Leiters aufgeblasen wird, mindestens 35° C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete elektrische Leiter nach dem Eintauchen in warmes Wasser und vor dem Trocknen und Erhitzen zur Erzeugung der geschlossenen Zeilen in der Beschichtung in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, welche mit dem zur i.terstcllung der Lösung des kristallinen Polyäthylens oder -propylens verwendeten Lösungsmittels verträglich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß n-PropanoI mit einer Temperatur von mindestens 50° C verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen