CN1350916A - 用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置,设有使由挤出台挤出的树脂垂直贯通,同时使之通过与冷却水的接触而被急剧冷却,调节绝缘套管外径的一个以上垂直设置的冷却台;使被诱导贯通上述冷却台的管状绝缘套管向下贯通,同时通过真空吸引压维持熔融物外径的真空台;储存维持至一定温度的水,使由上述真空台诱导的绝缘套管通过,同时再次被冷却的水槽;在上述水槽内将被诱导的未延展管状绝缘套管以一定速度牵引、输送的接取滚轮。在制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管中,使用上述冷却装置,使固有粘度低的热塑性树脂熔融,同时以未延展的状态形成具有均匀厚度与直径的管状。
Description
技术领域
本发明涉及在制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管中，用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其中，使固有粘度低的热塑性树脂熔融，同时以未延展的状态形成具有均匀厚度与直径的管状。
背景技术
一般地，用于绝缘包覆管或电解电容器和包装干电池等的绝缘套管大体都将聚氯乙烯(下面，略记为PVC)作为原料。
如果加热这种PVC树脂超过转移点，引起非晶体部分PVC分子段的微布朗运动，此时，分子间间隔扩大，分子间结合力减弱，同时出现软化，这种场合，降低拉伸强度和硬度等物理性质，但是弹性增加，如果加热PVC的温度超过150℃，微布朗运动进一步活跃，同时影响至晶体部分，分子间结合力急剧减少，这种状态下，如果加压，显示引起分子间易于流动的热塑性。
另外，PVC是玻璃化转移温度约为80℃的非结晶性高分子物质，为了形成热收缩绝缘套管，一般必须加热至230℃的高温，这种加热工序中产生的气体在工作环境方面需要迅速改善的对策，挤出工序中由于碳化，必须随时打扫金属模后才能再次运转，因而在工序进行过程中产生许多缺陷或者使生产率降低，成为很多制造成本上升的主要原因，特别是现在，出现缺陷时也不能再次利用，而作为工业废品处理。
特别是存在下述问题，PVC由于树脂自身的限制，很难同时具有高耐热性产品的品质，与紫外线等高能量接触，会被活化，引起脱盐酸、分子断裂交联化、氧化分解等复合劣化(degradation)现象，在软质产品的场合，由于增塑剂的迁移(migration)，渐次产品硬化，或者与周围的湿气反应，出现加水分解的现象。
另一方面，由于由发达国家开始的对人体的有害论，开始限定各种重金属，并且有关于气体剂诱发癌症的报告，以至于一部分玩具产品中禁止使用主要使用PVC的DOP，一部分已经准备阶段性缩小PVC等的方案。
因而，作为这种PVC的替代原料，最近加速开发的物质，是通过DMT法和TPA法的聚合工序制备，在对苯二酸二甲酯或对苯二酸乙二醇酯等中添加聚合催化剂、各种添加剂等，经过爱斯塔(Ester)交换反应、聚合反应、冷却干燥工序制备的PET(Polyethylene terephthalate)树脂和使己内酰胺含有水和各种添加剂，经过加成和缩合反应工序进行聚合和固化，制备得到的Nylon(Polyamide)树脂等相对粘度低于PVC的热塑性树脂。
可是，经过挤出工序挤出的PET树脂和Nylon树脂等低粘度的热塑性树脂不具有作为熔融树脂必需的剪切率，因而存在用于制造管状绝缘套管或管的挤出成形通过目前的挤出成形怎么也不可能实现的问题。
发明内容
因而，本发明的目的在于提供将通过挤出工序挤出的低粘度树脂急剧冷却为具有所希望的直径和厚度的管状的冷却装置。
为了实现该目的，本发明冷却装置的特征在于，由下述部件组成，使由挤出台挤出的熔融树脂垂直贯通，同时通过与冷却水接触使之急剧冷却，调节绝缘套管外径的一个以上的冷却台；使被诱导贯通上述冷却台的管状绝缘套管向下贯通，同时通过真空吸引压维持绝缘套管外径的真空台；储存维持一定温度的水，使由上述真空台诱导的绝缘套管通过，同时再次被冷却的水槽；和在上述水槽内将被诱导的未延展管状绝缘套管以一定速度牵引、输送的接取滚轮。
附图说明
图1是本发明冷却装置的结构图。
图2是表示本发明冷却台的剖视图。
图3是表示本发明真空台的剖视图。
其中，10-冷却台，11-台主体，12-套管环，13-多孔环，20-真空台，21-台主体，22-固体环，23-多孔环，30-水槽，40-接取滚轮。
具体实施方式
下面，使用附图详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明大体由冷却台10、真空台20、水槽30和接取滚轮40构成。
冷却台10是使通过自由下落由其上侧挤出台(未图示)挤出的低粘度且高温熔融树脂垂直贯通，同时通过，并急剧冷却熔融物的结构，是通过供给冷却台10具有一定温度的冷却水，冷却水与垂直通过冷却台10的熔融物的外径面接触，同时，在冷却的同时形成水膜以稳定维持管状的结构。
此时，优选冷却台10以一定间隔设置至少一个以上，同时通过依次冷却的方式进行冷却。
另一方面，如图2所示，冷却台10通过以内径具有垂直错位的形状在内径面与外径面之间形成向上开放的凹槽11a，在外周缘端部贯通垂直的棒60，同时支撑的结构设置台主体11。
在具有上述台主体11垂直错位的内径部的下部载设套管环12，其上层压多孔环13，使水温为5～60℃的冷却水以7～50l/Min的速度流入向上开放的凹槽11a中。
此时，使台主体凹槽11a的内侧形成的内侧隙壁比外侧隙壁的上端部高度低，并使供给凹槽11a内的冷却水超过内侧隙壁的上端而被诱导至内径部，同时冷却水的水压被分散。
另一方面，在台主体11的内径部，使上侧层压的多孔环13的上侧外周缘部被夹子14固定，该夹子14的一端被垂直的棒60支撑。
根据绝缘套管的外径，决定通过夹子14插入台主体11内径部且被固定的套管环12和多孔环13内径的尺寸。
而且，如上所述，这种冷却台10通过多级设置1个以上的依次冷却方式工作，也可以根据所要形成的绝缘套管的规格决定各个冷却台10之间的距离。
这样，在多级设置的冷却台10的正下方设置真空台20。
真空台20是使被诱导贯通冷却台10的绝缘套管再次垂直通过，同时通过真空的吸引压维持熔融物稳定成为管状的结构。
如图3所示，该真空台20是下述结构，具有中央垂直贯通并有垂直错位，特别是形成内径部上部比下部的内径大的形状的台主体21，使真空压供给上述台主体21的内部，在向上开放的上部内径部层压如冷却台10中的套管环22和多孔环23。
而且，如冷却台10，冷却水流入台主体21，同时持续地将冷却水供给多孔环23。
另一方面，上部的多级式冷却台10和真空台20同时被插入外周缘部的棒60支撑，特别是通过垂直的棒60，冷却台10和真空台20被可上下移动地固定。
真空台20正下方设置的水槽30是大量储存维持一定温度水的结构，是暂时浸渍被诱导贯通真空台20的管状熔融物的结构。
在该水槽30内部装设的接取滚轮40是将浸渍于水槽30的管状熔融物以一定的速度牵引、输送的结构。
此时，如果熔融物在水槽30内浸渍地过深，则有水压引起熔融物的外形变形的危险，因而接取滚轮40的装设位置优选在水槽30内水压不会影响熔融物的深度设置。
卷绕接取滚轮40，拉出的熔融物经过至少一个以上导轮50而被输送至下面的延展工序中。
详细说明这种结构的作用。在挤出工序中，熔融物以具有约0.5～1.0dl/g的粘度和约150～330℃的温度的低粘度状态被拉出。
这种低粘度熔融物通过多级设置的冷却台10，同时通过依次冷却的方式冷却。
此时，低粘度树脂的未延展绝缘套管的外径由冷却台10的套管环12的内径决定，套管12上侧层压的多孔环13在通过的低粘度熔融物的外径形成微细的水膜，同时被急剧冷却。
也就是说，冷却水被持续地供给台主体11的凹槽11a，同时由凹槽11a通过台主体11内径壁的上端部被诱导至多孔环13，通过在多孔环13被吸收的冷却水在与通过中央的绝缘套管之间形成微细的水膜，通过形成该水膜冷却绝缘套管，同时防止外径变形。
经过多级冷却台10并且被依次冷却的绝缘套管再次经过真空台20，此时，在真空台20，如在冷却台10用冷却水冷却通过的绝缘套管。
而且，由于供给台主体21的吸引压使绝缘套管的外径紧贴台主体21中央的全部内径，使由冷却台10诱导的绝缘套管的外径被直接维持或进一步扩大。
这种作用能够将绝缘套管的外径固定于真空台20的内径上，因此，可以形成具有希望厚度和外径的未延展绝缘套管。
另一方面，在真空台20通过真空压固定外径的未延展绝缘套管经过水槽30内的水被诱导至接取滚轮40，用接取滚轮40将未延展绝缘套管以一定的速度拉出，再通过其一侧上部设置的导轮50被输送至下面的工序中。
这样，本发明的特征在于，在急剧冷却由挤出台挤出的低粘度树脂的过程中，通过多级依次冷却的方式进行冷却，防止了水压引起的变形，同时得到具有一定厚度和外径的固态管状绝缘套管。
此时的树脂完全可以是聚酯和聚酰胺等。
另一方面，作为本发明绝缘套管的一个实例，将热塑性聚酯类树脂用干燥机干燥至水分率为100ppm以下，混合适当量的添加剂和颜料，放入漏斗后，熔融至挤出机汽缸温度为220～290℃，通过圆形台进行挤出，由挤出台挤出的高温低粘度树脂垂直通过套管环和多孔环大小为φ20mm的2个冷却台10，同时以30l/min的速度接触30℃的冷却水，从而急剧冷却低粘度树脂，同时在成为固态的同时，调节绝缘套管的外径，使诱导贯通冷却台10的管状绝缘套管向下贯通至真空台20，同时通过真空的吸引压维持熔融物的外径，然后通过水槽30，同时用30℃的水再次冷却后，用接取滚轮40以一定的速度牵引、输送未延展管状绝缘套管，制造长轴长为16mm、短轴长为400μm的未延展绝缘套管。
将该未延展绝缘套管预热至75℃后，用φ19mm的延展管在延展温度100℃下进行延展，在冷却温度18℃下进行冷却，最终得到长轴长为30mm、短轴长为100μm、宽收缩率为45％、长收缩率为7％的产品。
另一方面，与上述实例同时改变水槽、冷却水温度和冷却水量，测定此时的加工特性和物性变化的其它实例如表1所示。
这样制造的绝缘套管的加工特性显示可正常操作的操作性，特别是用肉眼观察该绝缘套管产品，具有呈无凹凸、长轴长度一定状态的表面形状。
特别是将制造的收缩绝缘套管产品分别切断成长100mm，打开两面，在98±2℃的沸水中沉积30秒钟后，用肉眼确认切断面的形状，可以看出收缩后的形状和切断面的形状均维持原来的状态。
表1
| 区分试验 | 工序条件 | 加工特性 | 物性 | |||
| 水槽温度(℃) | 冷却水温度(℃) | 冷却水量(l/min) | 操作性 | 表面形状 | 收缩后的形状 | |
| 例1 | 30 | 30 | 30 | ○ | ○ | ○ |
| 例2 | 5 | 5 | 7 | ○ | ○ | ○ |
| 例3 | 20 | 20 | 15 | ○ | ○ | ○ |
| 例4 | 40 | 40 | 40 | ○ | ○ | ○ |
| 例5 | 50 | 50 | 50 | ○ | ○ | ○ |
如上所述，在按照本发明提供热收缩绝缘套管的过程中，通过采用依次冷却方式急剧冷却低粘度且高温的未延展绝缘套管，具有能够使之成为固态，同时防止水压引起的变形，制造具有均匀厚度和希望大小外径的形状的未延展绝缘套管的效果。
Claims (5)
1、一种用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其特征在于，设有：
使由挤出台挤出的树脂垂直贯通，同时使之通过与冷却水的接触而被急剧冷却，调节绝缘套管外径的一个以上垂直设置的冷却台；
使被诱导贯通上述冷却台的管状绝缘套管向下贯通，同时通过真空吸引压维持熔融物外径的真空台；
储存维持至一定温度的水，使由上述真空台诱导的绝缘套管通过，同时再次被冷却的水槽；
在上述水槽内将被诱导的未延展管状绝缘套管以一定速度牵引、输送的接取滚轮。
2、如权利要求1所述的用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其特征在于，上述冷却台具有下述结构，设有台主体、在具有上述台主体垂直错位的内径部层压的套管环和多孔环，其中，上述台主体是以内径部具有垂直错位的形状在内径面与外径面之间形成向上开放的凹槽，在外周缘端部贯通垂直的棒并被支撑的台主体，在上述台主体的内径部上侧层压的多孔环其上侧的外周缘部分别被夹子固定，该夹子的一端被垂直的棒支撑。
3、如权利要求2所述的用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其特征在于，水温为5～60℃的冷却水，以7～50l/min的速度流入上述向上开放的凹槽中。
4、如权利要求2所述的用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其特征在于，根据绝缘套管的外径决定上述套管环和上述多孔环的内径尺寸。
5、如权利要求1所述的用于制造使用热塑性树脂的热收缩绝缘套管的冷却装置，其特征在于，上述真空台由台主体、插入向上开放的上部内径部的套管环和多孔环组成，其中，上述台主体是以中央垂直贯通并具有垂直错位的形状，使内径部的上部比下部内径大而向内部供给真空压的台主体。
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