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Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (Fäden, Bändern, Folien, Rohren, Schläuchen u. dgl.) aus Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen, beispielsweise Polystyrol.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, Fäden, Bändern Folien, Rohren, Schläuchen u. dgl. aus Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen, beispielsweise Polystyrol, und auf die Verwendung von solchen Fäden, Bändern, Folien, Rohren und Schläuchen beim Aufbau der Isolation von Fernmeldekabeln.
Polystyrol und die ihm ähnlichen Stoffe sind an sich glasklare Kunststoffe, die keine plastischen, sondern spröde Eigenschaften besetzen. Wegen ihrer guten elektrischen Eigenschaften besteht im Hinblick auf die Verwendung bei elektrischen Kabeln der Wunsch, sie zu biegsamen Bändern und Fäden zu verarbeiten. Insbesondere für Seekabel ist es wichtig, einen Stoff zu besitzen, der
1. gute elektrische Werte hat,
2. bei der für die Aufpressung des Isoliermantels erforderlichen Temperatur von etwa 100-110 C nicht oder nur wenig deformiert wird,
3. grosse Härte besitzt und
4. genügend biegsam ist, um auf den Leiter aufgebracht werden zu können.
Versuche haben ergeben, dass das einfache Ausspritzen des Polystyrols aus einer Düse nicht zu mechanisch brauchbaren Fäden und Bändern führt. Die so hergestellten Bänder sind vielmehr spröde wie das Ausgangsmaterial und brechen schon bei verhältnismässig geringer Beanspruchung. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Fäden aus Polystyrol aufzuwickeln, solange sie noch warm sind. Derartige Fäden werden aber nach dem Erkalten wieder spröde.
Es wurde nun gefunden, dass man aus Polystyrol oder ähnlichen, an sich spröden Kunststoffen Bänder und Fäden mit den gewünschten Eigenschaften herstellen kann, wenn man das Material aus einer Düse unter gleichzeitigem Pressdruck auf diese Düse bei erhöhter Temperatur so auszieht, dass die Auszugsgeschwindigkeit grösser ist als die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse. Der dabei entstehende Faden hat einen geringeren Querschnitt als die Düse, aus der er gezogen wurde. Das Material erleidet dabei eine Gefügeänderung, auf die die veränderten mechanischen Eigenschaften zurückzuführen sind. Die günstigsten mechanischen Eigenschaften weist-wie Versuche ergeben haben-ein solcher Faden auf, dessen Durchmesser infolge der erhöhten Auszugsgeschwindigkeit auf etwa den dritten Teil des Düsendurchmessers verringert ist.
Es wurde weiter gefunden, dass insbesondere bei Verarbeitung von Polystyrol diese mechanischen Eigenschaften am besten dann erreicht werden, wenn man die Temperatur des Materials auf 140-155'halt. Ein bei diesen Versuchsbedingungen hergestellter Faden ist so biegsam, dass er bei normaler Temperatur, ohne zu brechen, um seinen eigenen Durchmesser gewickelt werden kann. Auch bei der Herstellung von Bändern haben sich die oben beschriebenen Versuchsbedingungen als die günstigsten erwiesen. Die Bänder können von vornherein in der gewünschten Breite hergestellt werden ; sie können aber auch nachträglich aus einem breiteren Bande geschnitten werden.
Man kann nach dem beschriebenen Verfahren aus Polystyrol oder ähnlichen Stoffen auch Bänder und Fäden herstellen, die ferromagnetische Eigenschaften aufweisen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise das Polystyrol auf solche Temperaturen erwärmt, dass es flüssig wird ; sodann wird der flüssigen Masse eine ferromagnetische Legierung, beispielsweise eine Nickel-Eisen-Legierung, in Pulverform bei-
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gemengt. Nach dem Erkalten wird die so gewonnene Mischung wie reines Polystyrol nach dem eingangs beschriebenen Verfahren zu Bändern, Fäden od. dgl. verarbeitet.
Da sich Polystyrol vor andern Isolierstoffe der Elektrotechnik durch einen sehr niedrigen Verlustwinkel auszeichnet und da es ferner eine kleine Dielektrizitätskonstante und eine hohe Isolierfähigkeit besitzt, zeigt das mit ihm hergestellte magnetische Material nicht nur geringe dielektrische und magnetische Verluste, sondern auch eine geringe Änderung dieser Verluste mit der Frequenz, so dass es sich besonders zur stetigen induktiven. Belastung solcher Signalleiter eignet, die für hohe Frequenzen bestimmt sind, beispielsweise zur Belastung von Seekabelleitungen, die mit Trägerfrequenzkanälen betrieben werden sollen.
Die nach dem bisher beschriebenen Verfahren hergestellten Bänder lassen sich senkrecht zu ihrer Längsrichtung über kleine Durchmesser biegen, ohne zu brechen ; in der Längsrichtung selbst aber sind sie noch spröde und spaltbar.
Gegenstand der Erfindung ist weiters ein Verfahren zur Herstellung von biegsamen Bändern und Folien aus Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen oder ähnlichen, an sich spröden Kunststoffen, beispielsweise Polystyrol, die in jeder Richtung biegsam und nachgiebig sind und somit ihre Sprödigkeit vollständig verloren haben. Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass ein bei erhöhter Temperatur aus einer Düse gespritztes Band der Kunstmasse während des Auspressens oder unmittelbar nach dem Auspressen aus der Düse nicht nur einem Längszug, sondern auch einer Querreckung unterworfen wird.
Es hat sich gezeigt, dass die ausgezogenen und quergereckten Bänder und Folien dann die günstigsten mechanischen Eigenschaften aufweisen, wenn ihre Dicke während des Ausziehens'in Längs- und Querrichtung auf etwa ein Neuntel der ursprünglichen Dicke zurückgeht.
Um vollkommen homogene Folien zu erhalten, empfiehlt es sich ferner, das Material in Längs-und
Querrichtung gleichmässig stark zu recken.
Welche Apparatur zur Ausübung des Verfahrens benutzt wird, ist für die Erfindung an sich belanglos. Im folgenden sei als Beispiel an Hand der Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, bei der eine an sich bekannte Vorrichtung benutzt wird. Das zu verarbeitende Material, beispielsweise Polystyrol, wird zunächst bei erhöhter Temperatur - vorzugsweise 1500 - aus einem Mundstück 1 mit einer Düse von rechteckigem Querschnitt ausgepresst. Das heraustretende Band gelangt sodann in die Streckvorrichtung, die im wesentlichen aus zwei endlosen Bändern 2 besteht, die über Rollen 3 laufen und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise auseinanderstrebend angeordnet sind. Die Rollen werden in geeigneter Weise angetrieben, so dass sich die obere Seite der Bänder von der Düse fortbewegt.
Auf den Bändern sind kleine Stifte 4 angebracht, die das aus der Düse tretende Band erfassen und mitnehmen. Nach dem Verlassen der Streckvorrichtung wird die fertige Folie auf einer geeigneten Vorrichtung 5 aufgewickelt. Nötigenfalls muss man die Folie zwischen Streckvorrichtung und Aufwickelvorrichtung noch abkühlen lassen.
Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Bänder und Folien eignen sich wegen ihrer guten dielektrischen Eigenschaften besonders als Isolationsmaterial von elektrischen Einrichtungen, beispielsweise Wickelkondensatoren. Ferner können Bänder, die nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellt worden sind, als Ersatz der bisher bei Kabeln üblichen Papierbandisolation verwendet werden.
Weiterhin können die Folien zum Aufbau von geschichteten Isolierstoffen verwendet werden.
Ferner kann das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung von Fäden und Bändern auch b3i der HmtelIung von biegsamen Rohren oder Schläuchen angewendet werden. Dabei tritt an die
Stelle der Düse ein Mundstück mit vorzugsweise ringförmiger Öffnung, während im übrigen an der beschriebenen Arbeitsweise nichts geändert wird. Aus dem Mundstück wird der Schlauch so ausgepresst und gleichzeitig ausgezogen, dass die Auszugsgeschwindigkeit des Schlauches grösser ist als seine Austrittsgeschwindigkeit aus dem Mundstück. Infolgedessen vermindern sich Durchmesser und Wandstärke des Schlauches.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (Fäden, Bändern, Folien, Rohren, Schläuchen Ti. dgl.) aus Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen, beispielsweise Polystyrol, insbesondere zur
Verwendung beim Aufbau der Isolation von elektrischen Kabeln, wobei die Isoliermasse bei erhöhter
Temperatur aus einer Düse ausgepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig die Gebilde derart ausgezogen werden, dass die Auszugsgeschwindigkeit grösser ist als die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse.