DE10347641A1 - Extruding polytetrafluoroethylene around an elongated carrier, e.g. wire, comprises continuous extrusion through an annular gap and deposition under pressure onto the carrier - Google Patents

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Abstract

Extruding polytetrafluoroethylene (PTFE) to deposit a PTFE layer around an elongated carrier comprises using an extruder (1) with a through-hole (5) surrounded by a conical plug (6) with a profiled outer surface forming an air gap (7) between the plug and the conical cavity of an outer cover (8). The PTFE is continuously extruded through the air gap and deposited under pressure onto the carrier as it is drawn through the through-hole.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Extrudieren von Polytetrafluorethylen, mit welchem mindestens eine Schicht dieses Materials rundum auf einen langgestreckten Träger aufgebracht wird (DE-AS 17 29 183).The This invention relates to a process for extruding polytetrafluoroethylene, with which at least one layer of this material around an elongated carrier is applied (DE-AS 17 29 183).

Polytetrafluorethylen – im folgenden kurz mit „PTFE" bezeichnet – ist ein relativ preiswertes und sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht hochwertiges Material. Es ist temperaturbeständig bis zu Temperaturen von etwa 260 °C. PTFE ist außerdem gegen aggressive Medien, wie Öl und Chemikalien, beständig. Probleme treten aber bei seiner Verarbeitung auf, insbesondere beim Beschichten von langgestreckten Trägern, wie beispielsweise Drähten, Kabeln und Leitungen. Insbesondere auf diese Anwendungen bezieht sich das Verfahren nach der Erfindung.Polytetrafluoroethylene - in the following short with "PTFE" - is a relatively inexpensive and both electrical and mechanical Respect high quality material. It is temperature resistant up to temperatures of about 260 ° C. PTFE is as well against aggressive media, such as oil and chemicals, resistant. But problems occur in its processing, especially in the Coating of elongate carriers, such as wires, cables and wires. In particular, to these applications, the method relates according to the invention.

Bei dem Verfahren nach der eingangs erwähnten DE-AS 17 29 183 wird zum Isolieren eines elektrischen Leiters ein denselben umgebender Preßraum verwendet, der durch Zwischenwände in mindestens zwei längs verlaufende, koaxiale Teilräume aufgeteilt ist. In die Teilräume wird PTFE-Pulver eingefüllt und zu einem den Leiter zylindrisch umgebenden Formkörper ausgepreßt, nachdem die Zwischenwände zwischen den Teilräumen entfernt worden sind. Dieses als „Ramextrusion" bezeichnete Verfahren ist aufwendig. Es gestattet außerdem keine kontinuierliche Arbeitsweise und ist daher nur für das Isolieren kurzer Längen geeignet.at the method of the aforementioned DE-AS 17 29 183 is used to insulate an electrical conductor a surrounding pressing chamber, the through partitions in at least two longitudinally running, coaxial subspaces is divided. In the subspaces PTFE powder is filled and squeezed out to a cylindrical body surrounding the conductor, after the partitions between the subspaces have been removed. This process called "ramextrusion" is expensive. It also allows no continuous operation and is therefore only for isolating short lengths suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu gestalten, daß eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich ist.Of the Invention is based on the object described above To arrange a procedure so that a continuous operation is possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines mit einer in einer Förderrichtung des PTFEs verlaufenden Durchgangsbohrung versehenen Extruders gelöst, durch welche der Träger in Förderrichtung hindurchgezogen wird, welcher einen sich in Förderrichtung konisch verengenden, die Durchgangsbohrung umschließenden Dorn, dessen äußere, konische verlaufende Oberfläche profiliert ist, sowie eine den Dorn unter Einschluß eines umlaufenden Luftspalts umgebende Abdeckung mit konischem Hohlraum hat, mit welchem das PTFE durch den umlaufenden Luftspalt kontinuierlich gefördert und unter Druck zur Anlage am Träger gebracht wird.These Task is carried out according to the invention the use of one with a running in a conveying direction of the PTFE Through hole provided extruder, through which the carrier in the conveying direction is pulled through, which has a conically narrowing in the conveying direction, the thru-hole surrounding the through-hole, its outer, conical running surface is profiled, as well as a thorn including one surrounding air gap surrounding conical cavity cover has, with which the PTFE continuously promoted by the circulating air gap and under pressure to the plant on the carrier is brought.

Bei Verwendung des speziellen, beispielsweise in der EP 0 422 042 B1 beschriebenen Extruders mit seinem konischen Dorn mit zugehörigem konischem Luftspalt zur Führung des PTFEs und einer denselben durchdringenden Durchgangsbohrung, ist es überraschend möglich, einen langgestreckten Träger kontinuierlich rundum mit einer Schicht aus PTFE zu versehen. Dabei wirkt sich die gleiche Bewegungsrichtung von Träger und PTFE im Extruder vorteilhaft aus, wodurch eine sonst übliche Umlenkung des PTFEs vermieden ist. Vorteilhaft ist auch der mit einer profilierten Oberfläche ausgerüstete konische Dorn, über welche das PTFE ohne den Einsatz einer Extruderschnecke gefördert wird. Durch diese Führung des PTFEs treten nur unwesentliche Scherkräfte auf, so daß eine ungünstige Beeinflussung des gegenüber Scherkräften empfindlichen PTFEs nicht eintreten kann. Mit diesem Verfahren ist also eine kontinuierliche Ummantelung eines langgestreckten Trägers mit PTFE möglich. Es kann dadurch mit Vorteil bei Herstellungsverfahren eingesetzt werden, bei denen mehrere Elemente in einem Arbeitsgang hintereinander vereinigt werden. Das gilt daher insbesondere für die Herstellung von elektrischen und/oder optischen Kabeln und Leitungen sowie deren Aufbauelemente.When using the special, for example in the EP 0 422 042 B1 described extruder with its conical mandrel with associated conical air gap for guiding the PTFE and the same penetrating through-hole, it is surprisingly possible to provide an elongated support continuously around with a layer of PTFE. In this case, the same direction of movement of the carrier and PTFE in the extruder has an advantageous effect, whereby an otherwise conventional deflection of the PTFE is avoided. Also advantageous is the equipped with a profiled surface conical mandrel over which the PTFE is conveyed without the use of an extruder screw. By this guidance of the PTFE occur only insignificant shear forces, so that an unfavorable influence of the shear forces sensitive PTFE can not occur. With this method, therefore, a continuous sheathing of an elongated carrier with PTFE is possible. It can be used with advantage in manufacturing processes in which several elements are combined in a single operation in a row. This therefore applies in particular to the production of electrical and / or optical cables and lines and their structural elements.

Zur weiteren Herabsetzung von eventuell doch vorhandenen, niedrigen Scherkräften können dem PTFE vor dem Einfüllen in den Extruder Gleitmittel beigemengt werden, wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid oder Benzin.to further reduction of possibly existing, low shear can that PTFE before filling be added to the extruder lubricant, such as Polyvinylidene fluoride or gasoline.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.The Method according to the invention will be described with reference to the drawings as an embodiment explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. 1 in a schematic representation of a plant for carrying out the method according to the invention.

2 einen Schnitt durch einen bei dem Verfahren verwendeten Extruder in vergrößerter Darstellung. 2 a section through an extruder used in the process in an enlarged view.

3 eine Einzelheit des Extruders nach 2 in weiter vergrößerter Darstellung. 3 a detail of the extruder after 2 in a further enlarged view.

In 1 ist ein Extruder 1 schematisch dargestellt, dessen genauerer Aufbau aus den 2 und 3 hervorgeht. Dem Extruder 1 wird im kontinuierlichen Ablauf ein langgestreckter Träger 2 zugeführt, der auf eine Spule 3 aufgewickelt sein kann und in Richtung des Pfeiles 4 von derselben abgezogen wird. Statt der Worte „langgestreckter Träger" wird im folgenden der Einfachheit halber das Wort „Draht" verwendet. Das Verfahren nach der Erfindung wird mit besonderem Vorteil beim Isolieren von elektrischen Leitern bzw. beim Ummanteln von fertigen Kabelseelen bzw. der Übertragungselemente von elektrischen und/oder optischen Kabeln und Leitungen eingesetzt.In 1 is an extruder 1 shown schematically, the more detailed structure of the 2 and 3 evident. The extruder 1 becomes an elongated carrier in the continuous process 2 fed to a coil 3 can be wound up and in the direction of the arrow 4 is deducted from the same. Instead of the words "elongated carrier", the term "wire" is used below for the sake of simplicity. The method according to the invention will used with particular advantage in the insulation of electrical conductors or in the sheathing of finished cable cores or the transmission elements of electrical and / or optical cables and lines.

Entsprechend 2 wird der Draht 2 durch den Extruder 1 hindurchbewegt, und zwar in dessen dem Pfeil 4 entsprechender Förderrichtung. Der Extruder 1 ist dazu mit einer Durchgangsbohrung 5 ausgerüstet. Er hat außerdem einen die Durchgangsbohrung 5 umschließenden Dorn 6, der um seine Achse bzw. die Durchgangsbohrung 5 drehbar ist und sich in Förderrichtung konisch verengt. Um den Dorn 6 herum ist unter Einhaltung eines umlaufenden Luftspalts 7 eine feststehende Abdeckung 8 (Stator) mit konischem Hohlraum angebracht. Der Dorn 6 ist auf seiner äußeren, konischen Oberfläche profiliert. Diese Profilierung soll so ausgeführt sein, daß sie das Fließen des PTFEs in Förderrichtung ermöglicht bzw. unterstützt. Entsprechende Erhebungen, Vertiefungen und Vorsprünge können zusammenhängend, aber auch voneinander getrennt sein. Insgesamt sollen etwa wendelförmige oder spiralförmige Wege vorhanden sein. Der Dorn 6 kann in diesem Sinne beispielsweise mindestens eine als Spirale verlaufende Vertiefung 9 aufweisen, so wie sie im dargestellten Ausführungsbeispiel in 3 eingezeichnet ist. Die Abdeckung 8 ist in bevorzugter Ausführungsform auf ihrer inneren, konisch verlaufenden Oberfläche ebenfalls profiliert.Corresponding 2 becomes the wire 2 through the extruder 1 moved through, in which the arrow 4 corresponding conveying direction. The extruder 1 is to with a through hole 5 equipped. He also has a through hole 5 surrounding thorn 6 , about its axis or the through hole 5 is rotatable and narrows conically in the conveying direction. To the thorn 6 around is in compliance with a circumferential air gap 7 a fixed cover 8th (Stator) with conical cavity attached. The thorn 6 is profiled on its outer, conical surface. This profiling should be designed so that it allows or supports the flow of the PTFE in the conveying direction. Corresponding elevations, depressions and projections can be connected, but also separated. Overall, about helical or spiral paths should be present. The thorn 6 may in this sense, for example, at least one spiral extending depression 9 have, as in the illustrated embodiment in 3 is drawn. The cover 8th is also profiled in a preferred embodiment on its inner, conically extending surface.

Das um den Draht 2 herumzuformende PTFE wird dem Extruder 1 beispielsweise über einen Trichter 10 aufgegeben und zwar beispielsweise in Pulverform. Das kann beispielsweise mittels eines Schneckendosierers oder einer Rüttelrinne oder einer Bandwaage erfolgen. Das PTFE fällt auf den sich drehenden Dorn 6 und wird durch den Luftspalt 7 zwischen Dorn 6 und Abdeckung 8 in Förderrichtung bewegt. Es wird am Ende dieses Weges unter Druck um den Draht 2 herumgeformt. Zur Einstellung eines ausreichend hohen Drucks wird der Abstand zwischen Dorn 6 und Abdeckung 8 in Förderrichtung in bevorzugter Ausführungsform zunehmend kleiner, so daß der Luftspalt 7 zwischen der Aufgabestelle des PTFEs und der Extrudermündung zunehmend enger wird. Nach dem Austritt des beschichteten Drahtes 2 aus dem Extruder 1 wird das PTFE in einem Ofen 11 in üblicher Technik bei einer über 340 °C liegenden Temperatur gesintert. Ein fertig beschichteter Draht 12 kann dann auf eine Spule 13 aufgewickelt oder weiteren Fertigungsstationen zugeführt werden.That around the wire 2 PTFE to be formed is added to the extruder 1 for example via a funnel 10 abandoned, for example, in powder form. This can be done for example by means of a screw feeder or a vibrating chute or a belt scale. The PTFE falls on the rotating mandrel 6 and gets through the air gap 7 between spike 6 and cover 8th moved in the conveying direction. It is at the end of this path under pressure around the wire 2 molded around. To set a sufficiently high pressure, the distance between mandrel 6 and cover 8th In the conveying direction in a preferred embodiment increasingly smaller, so that the air gap 7 becomes increasingly narrow between the feed point of the PTFE and the extruder mouth. After the exit of the coated wire 2 from the extruder 1 the PTFE is in an oven 11 sintered in conventional technology at a temperature above 340 ° C. A finished coated wire 12 can then go to a coil 13 wound or supplied to other production stations.

Durch die sich konisch verjüngende Form und die profilierten Oberflächen von Dorn 6 und Abdeckung 8 wird eine kontinuierliche, störungsfreie Förderung des PTFEs erreicht. Auf diese Weise kann ein Draht 2 mit in der einschlägigen Technik üblicher Länge kontinuierlich mit PTFE umhüllt werden. Es ist dadurch auch möglich, den Extruder 1 in eine beliebige Fertigungsstraße einzubauen, in der beispielsweise der Draht 2 beschichtet wird und in der weitere Schichten aus auch anderen Materialien zur Fertigstellung einer Kabelseele bzw. eines Kabels oder einer Leitung aufgebracht werden.Due to the conically tapered shape and the profiled surfaces of Dorn 6 and cover 8th a continuous, trouble-free delivery of the PTFE is achieved. That way, a wire can 2 are continuously coated with PTFE in the usual technique length of PTFE. It is also possible, the extruder 1 to install in any production line, in which, for example, the wire 2 is coated and are applied in the other layers of other materials for completing a cable core or a cable or a line.

Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften des PTFEs im Extruder 1 kann demselben zusätzlich ein Gleitmittel beigemengt werden. Als Gleitmittel eignen sich beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF) als feste Substanz oder auch Benzin. Das Gleitmittel wird dem PTFE hinzugegeben bevor dasselbe in den Extruder 1 eingefüllt wird. Wenn PVDF als Gleitmittel verwendet wird, dann kann der Extruder 1 zusätzlich mit einer Heizzone ausgerüstet werden, in welcher das PVDF aufgeschmolzen wird, nicht aber das PTFE. Dazu reicht eine Temperatur von etwa 250 °C aus. Beim Einsatz von Benzin als Gleitmittel wird zwischen dem Extruder 1 und dem Ofen 11 eine Trockenstrecke zum Entfernen überschüssigen Benzins eingesetzt.To improve the sliding properties of the PTFE in the extruder 1 can be added to the same additional lubricant. Suitable lubricants are, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF) as a solid substance or gasoline. The lubricant is added to the PTFE before it is added to the extruder 1 is filled. If PVDF is used as a lubricant then the extruder can 1 in addition to be equipped with a heating zone in which the PVDF is melted, but not the PTFE. For this purpose, a temperature of about 250 ° C is sufficient. When using gasoline as a lubricant is between the extruder 1 and the oven 11 a drying line used to remove excess gasoline.

Claims (7)

Verfahren zum Extrudieren von Polytetrafluorethylen, mit welchem mindestens eine Schicht dieses Materials rundum auf einen langgestreckten Träger aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die Verwendung eines mit einer in einer Förderrichtung des Polytetrafluorethylens verlaufenden Durchgangsbohrung (5) versehenen Extruders (1), durch welche der Träger (2) in Förderrichtung hindurchgezogen wird, welcher einen sich in Förderrichtung konisch verengenden, die Durchgangsbohrung (5) umschließenden Dorn (6), dessen äußere, konische verlaufende Oberfläche profiliert ist, sowie eine den Dorn (6) unter Einschluß eines umlaufenden Luftspalts (7) umgebende Abdeckung (8) mit konischem Hohlraum hat, mit welchem das Polytetrafluorethylen durch den umlaufenden Luftspalt (7) kontinuierlich gefördert und unter Druck zur Anlage am Träger (2) gebracht wird.Process for extruding polytetrafluoroethylene, by means of which at least one layer of this material is applied all around to an elongate support, characterized by the use of a through bore running in a conveying direction of the polytetrafluoroethylene (US Pat. 5 ) extruder ( 1 ) by which the carrier ( 2 ) is pulled in the conveying direction, which has a conically narrowing in the conveying direction, the through hole ( 5 ) enclosing thorn ( 6 ), whose outer, conical surface is profiled, and a mandrel ( 6 ) including a circumferential air gap ( 7 ) surrounding cover ( 8th ) has a conical cavity, with which the polytetrafluoroethylene by the circumferential air gap ( 7 ) continuously and under pressure to the plant on the carrier ( 2 ) is brought. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Extruder mit einer Abdeckung (8) verwendet wird, deren innere, am umlaufenden Luftspalt liegende Oberfläche ebenfalls profiliert ist.Method according to claim 1, characterized in that an extruder with a cover ( 8th ) is used, whose inner, lying at the circumferential air gap surface is also profiled. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polytetrafluorethylen vor der Zuführung zum Extruder (1) ein Gleitmittel beigemengt wird.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the polytetrafluoroethylene before being fed to the extruder ( 1 ) a lubricant is added. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polytetrafluorethylen als Gleitmittel Polyvinylidenfluorid beigemengt wird.Method according to claim 3, characterized that the Polytetrafluoroethylene added as a lubricant polyvinylidene fluoride becomes. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polytetrafluorethylen als Gleitmittel Benzin beigemengt wird.Method according to claim 3, characterized that the Polytetrafluoroethylene is added as lubricant gasoline. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Isolieren von elektrischen Leitern.Use of the method according to one of claims 1 to 5 for insulating electrical conductors. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Ummanteln von Übertragungselementen von elektrischen und/oder optischen Kabeln und Leitungen.Use of the method according to one of claims 1 to 5 for encasing transmission elements of electrical and / or optical cables and lines.
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