DE1665642C - Process for the production of a foamed plastic insulated electrical conductor see - Google Patents
Process for the production of a foamed plastic insulated electrical conductor seeInfo
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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.The invention relates to a method of manufacture one insulated with foamed KimstsUilT electrical conductor, called the electrical conductor initially with a solution of a crystalline polymer coated, then dried and then used to create closed sehaum cells in the coating is heated.
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.The conventional method for producing foamed plastic insulation on electrical conductors is shown in FIG. I of the drawings and seen in the application of a solution of crystalline polyethylene or propylene to the electrical conductor w in a solution coating tank I, passage of the coated conductor through a drying tunnel 3 with subsequent passage through a foaming (heating) oven 4 for Generation of closed cells inside the coating, after which the conductor insulated with foamed plastic is wound onto a reel 5.
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. When the electrical conductor w coated with the solution 2 enters the drying tunnel 3, simultaneous cooling of the coating solution and evaporation of the solvent contained therein set in. After most of the solvent has been removed from the coating solution and the rest of the solvent-containing polyithylene or prop; 'en after cooling has coagulated, almost spherical polymer particles with spaces in between are accumulated and enlarged in the coating . Since the coating takes on a white appearance at this point, this appearance is referred to as "becoming cloudy or white".
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.The coated conductor, the coating of which has taken on a white appearance. then enters the Foaming oven 4 where in egg coating by repeated melting of the polyethylene or props lens and evaporation of the still contained therein Solvent can be generated by heating closed foam cells. Be that way Get foam-insulated conductors.
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.However, when using the conventional method described above, the for Whitening time required depending on the cooling and drying speed of the Coating and the type of polymer used. For this reason, the coating speed must the fluctuations in atmospheric pressure and humidity and the type of Polymers used can be adapted. Below is the time required for the whitening to occur It takes a long time as this procedure does not involve any means / ti (leren acceleration sets in, which increases the throughput speed remains limited by the loading device to a low range.
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.The German Auslegeschrift I 092 082 discloses a process for the production of an electrical conductor insulated with foamed synthetic slolf, in which the bare wire is first passed through a synthetic material, the flux of the solution evaporates after application and then the foaming of the by heating Plastic is effected. Compared to this known method, the erfmdiingsgcmäi.k 1 method differs in that the conductor is immersed in a water bath at mi (filier temperature of at least M) C between the coating and the drying process.
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 keinIt is from the German Aiisle script I OHH 566 known to produce an electrical conductor insulated with foamed plastic according to this After applying the synthetic resin solution, cool it in cold water and then pour it into the foam Oven to guide. By cooling the coated conductor in the water bath, according to this Auslegeschrift the hardness of the sheath can be increased. In this interpretative document, however, there is no
ίο Hinweis darauf zu finden, durch die Kühlung des beschichteten Leiters die Durchlaul'geschwindigkeit de* gesamten Verfahrens sowie die Erscheinung des Weißwerdens zu beschleunigen.ίο Notice to be found by cooling the coated conductor determines the flow rate of the entire process and the appearance of the To accelerate whitening.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestehtThe object of the present invention is
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.ii therein, the throughput speed when performing to increase a coating process and at the same time this process regardless of to make atmospheric conditions. In particular, the whitening phenomenon is said to be accelerated as this is a prerequisite for foaming the coating.
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.This object is achieved by the method according to the invention for Hers ! Creation of an electrical conductor insulated with foamed plastic, in which the electrical conductor is first coated with a solution of a crystalline polymer, then dried and then heated to produce closed foam cells in the coating. This method is characterized in that the coated conductor is immersed in water at a temperature of at least 50 ° C. before the drying process.
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.According to a preferred embodiment of the invention, warm air is applied to the surface of the coated conductor after bini-smoking in warm Water and inflated before drying, the temperature of this air at least 35 C amounts to.
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.Another embodiment of the method according to the invention is that the coated electrical Head after immersion in warm water and before drying and heating for generation of the closed cells in the coating is immersed in a liquid containing the solvent used to prepare the solution of crystalline polyethylene or propylene is possible. The preferred liquid is n-Propanol with a temperature of at least 50 C is used.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is based on the drawings explained in more detail.
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.In F 1 g. 2 draws 1 the solution coating tank. 2 a solution of crystalline polyethylene or propylene, 3 ücu Trock.-ungsiimnel. 4 the foaming or auxiliary furnace and S the take-up reel, as in Fig. 1 except that a hot water tank 11 is present in the vicinity of the solution coating tank 1.
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.The conductor w, which has been coated with the solution 2 of the crystalline polymer, first passes the hot water trough II, and then the coating is dried in the drying tunnel 3 and then heated. Subsequently, in order to produce closed foam cells in the coating, it is heated in the foaming oven 4 and then wound onto the spool 5.
Wenn der mit der Lösung des kristallinen Polymers beschichtete Leiter unmittelbar nach der He-If the conductor coated with the solution of the crystalline polymer immediately after
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.coating m warm water is dipped, occurs rapid cooling of the coating has a below which Veifestigungstemperaüir, and the interior of the coating assumes a form under which the accumulated polymer particles can be easily separated from the Beschichiungslösimg so that the time required for whitening is abbreviated noteworthy .
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.As a result of countless repeated experiments, it has been found that the appropriate temperature of the warm water is 50 ° C or above, with an optimum of 65 to 90 ° C. A suitable Eintaiiclulaue. "is, for example, 0.05 up to 10 seconds. If the temperature of the warm water is less than 50 ° C, it will appear whitening is not accelerated enough to achieve the full desired effect. in the Another is the immersion of the coated conductor in warm water due to the damping effect of the water is also effective in preventing vibrational ions of the coated conductor.
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.Fig. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of the invention Procedure. After the coated conductor has passed through the hot water trough 11, as in FIG this, before drying, foaming by heating and winding on a spool, through the tunnel 12 in which hot air is blown onto its surface. In this embodiment, the whitening phenomenon is accelerated ttls in the embodiment shown in FIG. When the conductor coated with a solution of crystalline polymer, as shown in FIG Hot water trough 11 is running, the separation of accumulated polymer particles is accelerated, however the solvent contained in the coating cannot yet be sufficiently evaporated, as a result of which Portions of the solvent still on the surface of the coating and in the interstices remain between the accumulated polymer particles. Such solvent residues can be caused by passage of the coated conductor through the Meißlufttunnel 12 can be brought to better evaporation, from which a further acceleration of the phenomenon whitening results.
Nachstehend wird das erfindungsgcmäße Verfahren an Hand von Beispielen erläutert.The method according to the invention is explained below using examples.
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.) would. (The time required for the bleaching to occur is given in seconds and means the time from the moment of leaving the solution tank to the moment of becoming W-'iss.)
M τ- sample
M τ-
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.A copper wire 0.32 mm in diameter was exposed to a solution containing 28 percent by weight of high-density polyethylene in xylene at 130 ° C. and then immersed in water at 75 ° C. for 5 seconds. Samples produced in this way and those which had been post-treated after this coating and hot water treatment by blowing air at a temperature of 60 ° C. and a speed of 1 m / sec. Were compared with samples which had been produced by the conventional method, by the time taken for whitening to occur was measured. The diameter of all the coated samples was set to about 0.55 mm in order to eliminate the influence of fluctuations in the thickness of the coating in this comparison test. The results shown below prove that the aimed object is achieved As a result of numerous experiments, it has been found that the suitable air temperature is 35 ° C. or more and the optimum is 45 to 65 C.
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.F i g. 4 is a schematic representation of a further embodiment of the method according to the invention. As in Figs. 2 and 3, the hot water trough is denoted by 11, and 13 denotes one Tank containing a liquid which is used to prepare the solution of crystalline polyethylene or propylene solvent used is compatible. As stated above, the with a solution of the crystalline polymer coated conductors first in the hot water trough II and then immersed in the liquid of the tank 13, then dried in the drying tunnel 3, then Heated in the foaming oven 4 for complete foaming of the coating and finally heated as usual wound on spool 5.
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.As mentioned earlier, immersing the coated conductor in warm water speeds this up Whitening. However, if the coated conductor only passes through the hot water trough 11, it evaporates the solvent is not sufficient, but partly remains on the surface of the coating and in the interstices between ilen accumulated polymer particles. These solvent residues c are accelerated dissolved and extracted 5 "by passage through the liquid in tank 13, whereby whitening continues to accelerate. As liquids for this purpose can be used for a Solution of crystalline polyethylene or propylene in xylene, for example, alkyl alcohols, chlorinated and aromatic hydrocarbons are used, and the temperature of the liquid can be from room temperature although it is preferable if it is 50 ° C or above.
B c i s ρ i e 1 2B 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 emAs in Example 1, a Kupfeidi.iht of 0.32 mm in diameter with a solution containing 28 percent by weight of high-Dk polyethylene. · Πι Xylene, coated at 130 "C. The coated conductor was immediately after the coating for 3 seconds in water at 75 ° C and ansihli < ßenci part of it for 2 seconds and em
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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«Part of it was immersed in n-propanol at 53 ° C. for 4 seconds. The tin whitening time required for these samples was measured in comparison with those which had been produced by the conventional method, as indicated in Example I, s. The diameter of all of the coated stones was adjusted to about 0.55 mm in order to eliminate the influence of fluctuations in the coating thickness during these comparative measurements. Compared to the conventional after i (required prepared tionellem method patterns time period of 20 to 27 seconds was reduced from the required hergeslelltcn according to the method described above patterns time duration to 9 or 10 seconds 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.As already mentioned, this accelerates the discovery process Process the whitening phenomenon, which is a prerequisite for the foaming of the Coating represents by immersing in warm water, immersing in warm water and inflating warm air or by immersion in warm water and then in a liquid. It shows the Advantages that the manufacturing speed increases without being influenced by the nature of the polyolilylcns or -prnpylcns used, and that this speed during all seasons, without being influenced by changes in the atmospheric conditions, can be complied with.
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