DE2437998A1

DE2437998A1 - Koaxialkabel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2437998A1
Application number: DE2437998A
Authority: DE
Inventors: Robert Lorenz Boysen
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-08-08
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1975-03-06
Also published as: US3968463A; FR2240507A1; FR2240507B1; AU499769B2; GB1477874A; CA1020644A; JPS5072185A; DE2437998B2; IT1019782B; AU7206774A; SE7410134L; NL7410616A

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. P. WIPTH · Dr. V. SCHMiED-KOWARZIK

DipL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P, WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 , 6 FRAiJKFURTAM MAIN

TELEFON C0611)

287014 GR ESCHENHEIMER STRASSE 39

5c AUGUST 1974

Gu/ki Case C-9421-1-G

UIiIOH CJiHBIDE CORPQRAl'ION

270 Park Avenue
New York, N.Y. 10017 / USA

Koaxialkabel und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Koaxialkabel, dessen Innenleiter als dielektrische Beschichtung eine extrudierte zellförmige Grundzugamraensetzung aus Äthylen oder Propylenpolimerisat hat.

Koaxialkabel haben herkömmlicherweise einen Innenleiter, der mit einem dielektrischen Mantel versehen ist, wobei ein Außenleiter wiederum um den dielektrischen Mantel gelegt ist.

Es ist bekannt, daß die Dämpfungseigenschaften eines Koaxialkabels durch die folgende Gleichtung bestimmt werden können:

509810/0706 .

(I) A= 4,35 R₊ + 2,78

(pf) P ν/Ε

wobei R₊ = 0,1 ( 1 + J_ ) -J F (für einen Leiter aus festem

"" Kupfer)

2₀ = 138 1og₁₀ D R, = Widerstand in Ohm

(*0,1 ist die Konstante für einen Innenleiter uas festem Kupfer)

A = Dämpfung in db pro 100 Fuß des Kabels Z = charakteristische Impedanz des Kabels in Ohm

pf = Leistungsfaktor des Dielektrikums in Radian

F = Prüffrequenz in MHz

E = dielektrische Konstante des dielektrischen Ke ?nes D = Außendurchmesser der dielektrischen Schicht in

Zoll
d = Außendurchmesser des Innenleiters in Zoll.

Au3 der Gleichung ergibt sich, daß Z„ und R. durch D, d und F bestimmt sind. Diese Glieder sind durch die Kabelgröße und die Prüffrequenz bestimmt. Der Verlustfaktor und die dielektrische Konstante bestimmen weiterhin die Dämpfung des Kabels.

Bisher für Koaxialkabel verwendete dielektrische Materialien sind herkömmlicherweise Zusammensetzungen, die auf Äthylen-Polymeren oder auf Polystyrol basieren. Das dielektrische Material, das aus Äthylen-Polymeren gebildet wird, hat jedoch normalerweise schlechte elektrische Eigenschaften, insbesondere schlechte Dämpfungseigenschaften. Als Ergebnis hat ein Kor^iialkabel, welches aus einer dielektrischen Zusammensetzung mit der

509810/0706

Grundkomponente aus Äthylenpolymerisat "besteht, Nachteile derart, daß diese Koaxialkabel Verlustfaktoren (pf) im Bereio?i zwischen 290 und 500 Microradian sowie einen elektrischen Übertragungsbereich sswischen 50 und 300 MBz und eine dielektrische Konstante im Bereich zwischen 1,40 und 1,60 haben. Solcfco Kabel müssen außerdem vor dem Verringern des Außenquerschnitt; des AuSenleiters getrocknet werden, um dort vorhandenes Wasser zu entfernen, das im Kabel bei der Versetzung des chemischen Schäummittels entstanden sein kann. Bas Schäummittel wird dabei dazu verwndet, um die zellförmigen dielektrischen Schichten derartiger Kabel herzustellen. Die angesprochene Querschnittsverringerung geschieht derart, daß das Kabel durch eine oder mehrere Matrizen hindurchgeht, um den Außendurchmesser des Außenleiters zu verringern.

Dielektrische Materialien aus Polystyrol haben zwar verhältnismäßig gute elektrische Eigenschaften, beispielsweise eine Dielektrizitätskonstante zwischen 1,1 und 1,2 sowie einen Verlustfaktor zwischen 180 bis 350 Microradian, jedoch haben sie verhältnismäßig schlechte physikalische Eigenschaften. Koaxialkabel, die aus Polystyrol hergestellt sind, haben daher dahingehend Nachteile, daß bei ihrer Herstellung mit mehr Abfall gerechnet werden muß, und daß sie wegen der schlechten physikalischen Eigenschaften auf der Oberfläche der dielektrischen Zusammensetzung besonders behandelt werden müssen.

Bis zur vorliegenden Erfindung war es daher nicht möglich, ein dielektrisches Material zur Verwendung bei Koaxialkabeln herzustellen, bei deren Verwendung bei derartigen Koaxialkabeln diese Kabel reproduzierbar sowohl gute mechanische wie auch gute elektrische Eigenschaften haben.

Erfindungsgemäß wird daher ein Koaxialkabel mit guten mechanischen und guten elektrischen Eigenschaften vorgeschlagen, welches eine dielektrische Schiel;¹.; hat, die aus extrudiertem und expandiertem Äthylen oder Propylenpolymerisat gebildet wird.

509810/07ÜB

Es ist daher Ziel dei vorliegenden Erfindung, ein Koaxialkabel vorzuschlagen, welches sowohl gute mechanische wie auch gute elektrische Eigenschaften hat.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Produkte für Koaxialkabel vorzuschlagen, die expandiertes oder geschäumtes Äthylen odor Propylenpolymerisat als Dielektrikum enthalten, und die einen elektrischen Verlustfaktor von j~.25O und vorzugsweise *<. 150 Microradian in einem elektrischen Übertragungsbereicb zwischen 50 und 300 MKs haben.

Ein weiteres ijiel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen, wobei Äthylen und Propylenpolyirerisat auf den Kernleiter eines Koaxialkabels extrudiert worden, so daß eine dielektrische Schicht hergestellt wird, die gute mechanische und elektrische Eigenschaften hat.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Koaxialkabels mit guten mechanischen und guten elektrischen Eigenschaften vorzuschlagen, ohne daß das Kabel vor der Querschnittsverringerung getrocknet werden muß.

Diese und andere Aufgaben werden dadurch gelöst, daß die ithyleri-oder Propylenpolymerisatschicht bei deren Extrusion auf dem Kern- oder Innenleiter zellförmig gemacht wird, wie dies nachstehend näher erläutert wird, wobei ein inertes Gas als Blasmittel verwendet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbej spiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Koaxialkabel nach der Erfindung;

I ir. 'ⁿ einen Längsschnitt durch eine Extrusionsvorrichtum¹:, die bei clor Herstellung von Koaxialkabeln nach der r verwendet werden kam). 5098 10/070 1

_ 5 —

Es wurde gefunden, daß Koaxialkabel mit guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften dadurch hergestellt v/erden können, daß eine Grundzusammensetzung aus Äthylen oder Propylenpolymerisat als dielektrische Schicht zwischen den Innen und den Außenleiter des Kabels gegeben, wird, wenn die isolierende dielektrische Schicht auf einer auf Äthylen oder Propy lenpolymerisat basierenden Zusammensetzung beruht, die zellförmig oder expandiert ist, wobei diese Schicht auf den Kernoder Innenleiter des Kabels in einem Extrusionsverfahren mit Gasinjektion aufgegeben wird, v/obei ein inertes Gas als Biasl für die zellförmige Zusammensetzung verwendet wird.

Die erfindungsgemäß verwendete dielektrische Schicht wird aus einer expandierbaren Zusammensetzung gebildet, die etwa

a) 98,00 bi3 99,99 Gewichtsprozent Äthylen oder Propylenpolymerisate enthält, und

b) 0,01 bis 1,00 Gewichtsprozent von sowohl einem Kernbildungstnittel wie auch einem Oxidationsschutzmittel.

Äthylen oder Propylenpolymerisat

Das Äthylen oder Propylenpolymerisat, welches bei den Zusammensetzungen nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist bei 25° C fest. Es besteht vorzugsweise aus einem Homopolymerisat aus Äthylen oder Propylen oder Mischungen davon. Das Polymerisat kann auch ein Copolymerisat sein, das etwa">- 50 bia 100 Gewichtsprozent von Äthylen oder Propylen und etwa 0 bis -<£l50 Gewichtsprozent von einer oder mehreren nicht polaren organischen Zusammensetzung enthält, die mit Äthylen oder Propylen interpolymerisierbar sind. Diese Zusammensetzungen, die mit Äthylen oder Propylen interpolymerisierbar sind, sind vorzugsweise solche Zusammensetzungen, die polymerisierbar ungesättigte Bindungen enthalten, wie sie in Zusammensetzungen vorhanden sind, die eine Äthylenverbindung ^?* C = C *<C enthalten. Diese nicht polaren interpolymerisierbaren Zusammensetzungen

509810/0 7 06

können Kohlenwasserstoffverbindungen sein, beispielsweise Propylen, Buten-1, Penten-1, Isopren, Butadien, Bicyclohepcen, Bicycloheptadien und Styrol.

Polare Zusammensetzungen, die eine polymerisierbar Äthylenverbindung enthalten, können auch in kleineren Anteile¹" verwendet werden, beispielsweise .fr. 3 Gewichtsprozent und vorzugsweise 1~z- 1 Gewichtsprozent im Äthylen oder Propylenpolymerisat, vorausgesetzt, daß die Zugabe eines derartigen polaren Monomeres zura Äthylen oder Propylenpolyroerisat nicht die gev/ünschten elektrischen Eigenschaften dcvj daraus hergestellten Kabels bei vorgegebenem Anwendungszweck verschlechtert. Solche polaren Zusammensetzungen schließen Vinylacetat und Äthylacrylat ein.

Die Äthylenpolymerisate können einzeln oder in Kombinationen verwendet werden.

Die Äthylen- oder Propylenpolymerisate haben eine Dichte (ASTM 1505 Prüfverfahren mit Konditionierung wie in ASTM D-1248-72) von etwa 0,86 bis'0,96 und einen Schmelzindex (ASTM D-1238 bei einem Prüfdruck von 44 psi (3,08 kp/cm²) ) von etwa 0,05 bis 10 Dezigramm pro Minute.

Kernb.ildungsmittel

Die bei Zusammensetzungen nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Kernbildungsmittel sind Materialien, die kleine Körnchen aus einem Kernbildungsmittel im Äthylen- oder Propylengrundpolymerisat beim Expandieren oder Blasen dieses G-rundpolymerisates verwenden, wie dies unten noch beschrieben wird.

Die Teilchengröße des Kernbildungsraittels sollte zwischen 0,1 bis 25 Mikron liegen.

Da3 Kernbildungsmittel kann aus zwei Typen bestehen. Eine Type wird dem Grunipolymerisat als festes Material zugegeben, welches

5098 10/0706

243799a

die gewünr.ohte Teilchengröße hat, "beispielsweise zwischen 0,1 bis 25 Mikron. Derartige Materialien "bzw. Typen schließen Polytetrafluoräthylen ein.

Die andere Ty^e des Kernhildungsmittels ist ein Material, aus dem in situ im Grundpolymerisat ein Kernbildungsmittel aus feinen Teilchen gebildet wird. Derartige Kernbildur.gsmittel schließen thermisch zerlegbare organische Blähmittel ein, die eine Zersetzungstemperatur im Bereich zwischen 130 bis 275° C haben. Solche Blähmittel und ihre ziersetzungsteraperaturen schließen Azodicarbonaaiid (190 bis 230 C), pjp'-oxy-^isbenzolsulfonylbydrazid (150 bis 160 C), Trihydrasino-symtriazin (265° C bis 290° C), und p-Toluolsulfonylseraicarbazid (213 bis 225° C) ein.

Die Kernbildungstnittel können einzeln oder kombiniert verwendet v/erden.

Die Kernbildungsmittel sollten so gleichförmig wie möglich in der Masse des Grundpolymerisates dispergiert sein. Sie sollten bezüglich des Grundpolymer-isates und der anderen Komponenten der expandierbaren Zusammensetzung nacn der vorliegenden Erfindung chemisch inert und unlöslich sein.

Blähmittel

Beim Extrudieren der expandierbaren Zusammensetzungen, wie weiter unten beschrieben, wird ein Expansionsmittel als Gas den expandierbaren Zusammensetzungen zugegeben. Solche Expansionsmittel sollen bezüglich des Grundpolymerisates und bezüglich der anderen Bestandteile der expandierbaren Zusammensetzung chemisch inert und vorzugsweise lösbar sein. Die Blähmittel sind auch unter den angestrebten Verfahrensbedingungen thermisch nicht ^ersetzbar und schließen also inerte Gase, beispielweise Stickstoff, Argon, Helium, Neon und Kohlendioxid ein.

243799a

Andere Blähmittel können verwendet werden, we.^n sie unter den vorgeschriebenen Verfahrensbedinguagen bezüglich des Grundpolymerisates und der anderen Bestandteile der expandierbaren Zusammensetzung inert sind. Dies sind nicht polare Materialien. Sie sind an der Injizierstelle in die- Äthylenpolymerisatzusammensetzung gasförmig, d.h. an der Grenzfläche zwischen der Zusammensetzung und dem Blähmittel. Derartige Blähmittel scshließen also Blähmittel des ^If]?reon"-Typs ein.

Mit nicht polar wird bezüglich der Chemikalien, die bei dov vorliegenden Erfindung verwendet werden, verstanden, daß diese Chemikalien kein meßbares Dipolmoment haben, sie sind also elektrisch neutral.

Die Blähmittel oder Expansio.nsmittel werden in solchen Mengen verwendet, daß sie der expandierten Zusammensetzung in expandierter und extrudierter Fora eine Dichte von etwa 0,30 bis 0,60 Gramm/cnr mitteilen. Der jeweils hierzu benötigte Betrag an Blähmittel hängt von verschiedenen Palctoren ab, beispielsweise der gewünschten Dichte und Dicke der expandierten Zusammensetzung, der Dichte des Grundpolymerisates, der Auswahl und Teilchengröße des Kernbildungsmittels, und von der Geschwindigkeit, mit der der Innenleiter mit der expandierten Zusammensetzung beschichtet wird. Eine Gleichung, die verwendet werden kann, um den Betrag an Blähmittel festzulegen, der beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die Ausdrücke der Gleichung sich auf Volumina bei Normaltemper atur und Normaldruck beziehen, ist die folgende:

(II) W = (A) (LS)

wobei W = ft /Volumenstunde ist,

L? = lineare Geschwindigkeit, bei der der Innenleiter

in Fuß pro Stunde beschichtet wird, P^ = Dichte des Grundpolymerisates in Gramm/cm

509810/0706

■ - 9 -

Ρ_τ = Dichte des expandierten Äthylenpolyraerisates (dielektrische Beschichtung) in Gramm/cm ,

A = Querschnittsfläche des Dielektrikums in

Quadratfuß. Dieser Wert wird wie folgt "berechnet:

A = If (D² - d²)

144

wobei D = Außendurchmesser der dielektrischen Schicht

in Zoll ist,

d = AußenaurchmesvBr des Innenleiters in Zoll. (IV) D-d = Dicke der dielektrischen Schicht in Zoll.

HilfS- "bzw. Zusatzmittel

Zusätzlich zum Grundpolymerisat, zum Kernbildungsmittel und zum Blähmittel wird' der expandierbaren Zusammensetzung vorzugsweise etwa 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent eines geeigneten Hochtemperatur-Oxidationsschutzmittels zugesetzt.

Derartige Oxidationsfcchutzmittel sind nicht polare Zusammensetzungen, und zwar vorzugsweise Phenole mit sterischer Hinderung. Solche Zusammensetzungen schließen 1,3,5-Trimethyl-2,4_f6-tris-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl-be:izol; 1,3,5-Tris (3,5-ditert-butyl-4-hya roxybenzyl)-5-triazin-2,4,6-(1H₁3H,5H) trion; und Tetrakis-/methylen~3-(3',5'-ditert-l)utyl-4'-hydroxyphenyl )-propionat/-me than.

Expandierbare Zusammensetzung

Die expandierbaren Zusammensetzungen, die bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet v/erden, schließen daher mit Ausnahme der Expansionen-.ittelkomponente etwa ein:

509810/07 0 6

- ίο -

Komponente Betrag (Gewichtsteile)

Xtbylen öler Propylen-

Grundpolymerisat 99,98 bis 98,00

Kernbildungsciittel 0,01 bis 1,00 Oxidationsschutzmittel 0,0,1 bis 1;00

Koaxialkabel

Wie der Querschnitt der Pig. 1 zoigt, enthält ein Koaxialkabel nach der vorliegenden Erfindung einen kontinuierlichen durchlaufenden Innenleiter 1, der kontinuierlich in expandierter Form von einer expandierbaren Zusammensetzung 2 nach der vorliegenden Erfindung bedeckt wird. Die expandierte Zusammensetzung 2 ist eine dielektrische Schicht, die ihrerseits von einem kontinuierlich durchlaufenden Außenleiter 3 abgedeckt wird. Der Außenleiter 3 wird vorzugsweise ebenfalls mit einem kontinuierlichen äußeren Isoliermantel abgedeckt, der nicht gezeigt ist. Solch ein Isoliermantel kann*aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder aus anderen geeigneten Isoliermaterialien bestehen, die an sich bekannt sind.

Verglichen mit den vorbekannten Koaxialkabeln, bei denen die Schicht 2 aus einem dielektrischen Material aus Äthylengrundpolymerisat besteht, und die Dämpfungswerte, gemessen über die Verlustfaktoren, von wenigstens 290 Mikroradian bei einer elektrischen Übertragungsfrequenz im Bereich zwischen 50 bis 300 MHz bei einer Dichte zwischen 0,3 bis 0,6 Gramm/cm⁵ haben, haben die Koaxialkabel nach der vorliegenden Erfindung Verlustfaktoren unter den angegebenen Bedingungen von £>250 Mikroradian. Diese Kabel weisen ebenfalls die guten mechanischen Eigenschaften auf, die vom Grundpolymerisat geliefert werden.

Die Koaxialkabel nach der vorliegenden Erfindung können als Gemeinschaf tsanteiinenkabel, Unterwasser-Koaxialkabel und

509810/07 0 6

Telefon-Übertragungs-Koaxialkabel oder als andere geeignete Koaxialkabel verwendet werden, die für die Nachrichtenübermittlung verwendet werden.

Der Innenleiter 1 ist normalerweise ^in einziger elektrischer Leiter, der einen Durchmesser von etwa 0,001 bis 0,500 Zoll hat. Der Innenleiter kann auch eine Vielzahl von einzelnen elektrischen Leitern umfassen, die miteinander verflochten sind. Dann hat jeder Einzelleiter in Tausendstel Zoll ausgedrückt einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 50. Der Innenltxter 1 besieht aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer Legierung, beispielsweise Kupfer, Aluminium oder kupferplattiertem Aluminium.

Die dielektrische Schicht 2 hat eine Dichte von etwa 0,30 bis 0,60 Gramm/cm . Sie hat eine Dicke»von etwa 0,004 bis 1,90 Zoll, gemessen von der Außenfläche des Innenleiters 1. Die Dicke der Schicht 2 ist vorzugsweise im wesentlichen gleichförmig gemessen von einem beliebigen Punkt an der Außenfläche des Innenleiters 1. Die zellförmige Grundpolymerisatzusammensetzung, die die dielektrische Schicht 2 bildet, hat Zellen eingeschlossen, die in der Größenordnung von 2 bis 100 Mikron im mittleren Durchmesser sind. (Die Zellen bilden sich um das darin verteilte Kernbildungsmittel).

Die Kombination des Innenleiters 1 mit der dielektrischen Schicht 2, die darauf extrudiert ist, wird auf dem Fachgebiet herköuiralicherweise als Kernglied des Koaxialkabels bezeichnet.

Der Außenleiter 3 ist eine verhältnismäßig dünne Schicht eines elektrischen Leiters, der in Tausendstel Zoll ausgedrückt eine Dicke von etwa 1 bis 100 hat. Der Außenleiter 3 besteht aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer Legierung, beispielsweise Kupfer oder Aluminium.

Der Außenleiter 3 kann aus einem elektrisch leitenden Material

509810/0706

beßtehen, das dasselbe ist wie das Material des Innenleitero 1, oder der Außenleiter 3 "besteht aus einem anderen Material.

Wenn eine spezifische Kabelimpedanz gewünscht wird, müssen die relativen Dicken des Innenleiters 1 und der dielektrischen Schicht 2 so sein, daß sie unter Bezugnahme auf Gleichung (I) wie oben folgender Gleichung genügen:

Z₀ = 138 1og₁₀ D

wobei Z = Impedanz in Ohm ist,

E = dielektrische Konstante an der dielektrischen Schicht,

D = Außendurchmesser der dielektrischen Schicht in Zoll,

d = Außendurchmesser des Innenleiters in Zoll.

Verfahren vor der Extrusion

Die Bestandteile dei expandierbaren Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit Ausnahme des Expansionsmittels werden normalerweise miteinander gemischt, bevor sie in die Extrusionsvorrichtung eingegeben werden, von der sie auf den Innenleiter extrudiert werden. Das Grundpolymerisat, das Kernbildungsmittel und beliebige andere gewünschte Bestandteile können auf geeignete Weise miteinander vermischt werden, wie dies auf dem Fachgebiet für das Mischen und Zusammensetzen von thermoplastischen Mengen zu einer homogenen Masse üblich ist. Beispielsweise v/erden die Komponenten in einer Vielzahl von Vorrichtungen einschließlich Mühlen mit mehreren Rollen, Schneckenmühlen, Vorbundextruder und Innenmischer (Banburyraisclier) vermischt, oder in gegenseitigen oder verträglichen Lösungsmitteln gelöst.

509810/0706

Wenn alle festen Komponenten der expandierbar°n Zusammensetzung pulverförmig oder körnchenförmig vorliegen, werden die Zusammensetzungen vorzugsweise dadurch vorbereitet, daß zunächst eine Mischung der Komponenten hergestellt v/irdj beispielsweise in einem Innenmischer oder in einem kontinuierlichen Extruder. Dann wird diese Mischung zerkleinert oder zerknetet, und zwar in einer beheizten Mühle, beispielsweise in einer Walzenmühle mit zwei Walzen. Das Mahlen wird fortgesetzt, bis eine innige Durchmisehung der Komponenten erreicht ist. Alternativ kann auch eine Hauptpartie mit dem Kernbildungsmittel und, sofern dies gewünscht wird, einige oder alle anderen Komponenten der Masse des Polymerisates zugefügt werden. Wenn das G-rundpolymerisat nicht pulverförmig vorliegt, können die Zusammensetzungen dadurch hergestellt werden, daß das Polymerisat der Mühle zugeführt wird, daß es dort zerkleinert oder geknetet wird, bis es ein Band um eine Walze bildet, wonaoh eine Mischung der restlichen Komponenten zugefügt wird. Anschliessend wird das Mahlen fortgesetzt, bis eine innige Mischung erhalten ist. Die Walzen v/erden vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten, die im Bereich zwischen 80° bis 150° C liegt. Die Zusammensetzung in Blattform wird aus der Mühle abgezogen und anschließend in eine Form gebracht, die für die weiteren Verfahrensstufen geeignet ist, vorzugsweise in Würfel- oder Schnitzelform.

Verfahren in dem und durch den Extruder

Nachdem die verschiedenen Komponenten der expandierbaren Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung gleichförmig zugemiscbt und miteinander vermischt worden sind, werden sie weiterhin in einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung behandelt, und zwar in einer Vorrichtung, die in einem teilweisen Längsschnitt in Fig. 2 gezeigt ist. Diese Vorrichtung enthält ß.\ne Extrusionsvorrichtung 4, die ein Gehäuse 5 hat. Im Gehäuse 5 befindet sich ein zylindrischer Hohlraum 6, der

509810/0706

sich durch den größten Teil der Länge des Gehäuses 5 erstreckt, Eine einzige zylindrische Extruderschnecke 7 befindet sich im Hohlraum 6. Dieses Extruderteil 7 hat eine Reihe von Schneckenflügeln 8, die gleichmäßig über die Länge einer drehbaren Well.i 9 des Extruders 7 verteilt sind. Der Extruderteil 7 wird im Hohlraum 6 über eine Antriebswelle 10 gedreht, die mit einer nicht dargestellten Kraftquelle verbunden ist. Das Ext^uderteil 7 kann eine einstufige oder mehrstufige Schnecke sein. Das Gehäuse 5 hat auch ein Eingangsende 11, an dem eine expandierbar 3 Zusammensetzung der Extrusionsvorrichtung 4 zugeführt wird, sowie ein Auslaßende 12., an dem die expandierbare Zusammensetzung aus der Extrusionsvorrichtung 4 extrudiert wird.

Die expandierbare Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung wird der Extrusionskammer oder dem Hohlraum 6 der Extrusionsvorrichtung 4 durch einen Einfülltrichter 13 zugegeben, der die Zusammensetzung in den Hohlraum 6 durch eine öffnung 14 leitet, die am Einlaßende 11 des Gehäuses 5 vorgesehen ist.

Eine Heizeinrichtung 15 ist vorgesehen, die die expandierbare Zusammensetzung heizt, wenn diese sich in der Extrusionsvorrichtung 4 befindet, und zwar auf eine Temperatur von etwa 125 bis 250° G. Das Gehäuse 5 besteht aus einem wärmeleitenden Material, beispielsweise Metall, vorzugswsise Eisen oder Stahl.

Die Welle 9 des Extruderteils 7 hat ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von wenigstens 16:1, und vorzugsweise ~2Z20,1. Das Extruderteil 7 mit den Schneckenflügeln 8 ist so ausgelegt, daß es die expandierbare Zusammensetzung durch, den Hohlraum vom Einlaßende 11 der Extrusionsvorrichtung 4 zu deren Auslaßende 12 bewegt, und zwar mit einer Förderrate von etwa 0,5 bis 15 Pfund pro Stunde pro Drehung des Extruderteils 7 pro Minute, und zwar unter den Temperatur- uri Druckbedingungen, die im Hohlraum 6 herrschen.

509810/0706

Die ExtrusionsvorriTitung 4 wird "beim Bearbeiten der expandierbaren Zusammensetzung verwendet, um die Zusammensetzung zunächst zu schmelzen, εο daß sie in die gewünschte Gestalt extrudiert werden kann. In zweiter Linie wird die Extrusionsvorrichtung verwendet, um die Zusammensetzung anschließend durch eine Matrize zu extrudieren, die die Gestalt "bestimmt, die Λas Extrudat haben soll. Während die expandierbare Zusammensetzung im Extruder bearbeitet wird, geht sie durch drei Zonen, von denen jede etwa 4:6:10 Schraubendurchmesser der Länge der Welle 9 des Extruderteils 7 hat.

In einigen Extrudern können diese drei Zonen, also die erste Zone, die zweite Zone und die dritte Zone, auch aufeinander bezogene Längenverhältnisse von 1/4:1/4:1/2 oder auch andere Verhältnisse haben.

Die erste Zone heißt Förderzone, in der die Grundpolymerisatzusaramensetzung, normalerweise in Kugelform, von der Einlaßseite der Extrusionsvorrichtung zur Auslaßseite durch die sich drehenden Flügel an der sich drehenden Welle der Schnecke gefördert werden, wobei sie auf ihre Schmelztemperatur erwärmt wird.

Die zweite Zone ist eine Übergangszone, in der die Kugeln weiterhin zum Auslaßende der Extrusionsvorrichtung mittels der Schraubeneinrichtung gefördert werden, wobei sie zusammengedrückt werden, um etwa eingeschlossene Luft nach außen abzugeben. Die eingeschlossene Luft wird durch den Einfülltrichter abgegeben.

Die dritte Zone ist eine Zumeßzone, in der das Schmelzen der Grundpolymerisatzusammensetzung vervollständigt wird, wenn dies vorher noch nicht geschehen ist. Die geschmolzene Zusammensetzung wird proportional pro Drehung der Schneckeneinrichtung zugemessen. Die Beheizung der Übergangszone ist so, daß in der Zeit, in der die Polymerisatzusammensetzung das Ende

509810/0706

der Übergangszone erreicht hat, 90 bis 100 %> der expandierbaren Zusammensetzung geschmolzen ist.

Die Konstruktion der Extrusionsvorrichtung 7 mit den Flügeln 8 ist so, daß die expandierbare Zusammensetzung vom Einlaßende 11 zum Auslaßende 12 des Hohlraums 6 gefördert wird, wobei sich der Druck im Hohlraum 6 aufbaut. Ein maximaler Druck von exwa 42 bis 703 atü (600 bis 10 000 psig) wird nahe des Anfangs der Zumeßzone erreicht. Anschließend fällt der Druck auf 42 bis 492 atü (600 bis 7000 psig) am Auslaßende 12 des Hohlraum,-; 6 ab, falls das weiter unten beschriebene inerte Gas nicht vorhanden ist.

Das Druckniveau innerhalb des Hohlraums des Extruders hänßt in seinem Maximum und in seinem Abfall vom angestrebten Durchmesser der dielektrischen Beschichtung ab. Im allgemeinen haben Gemeinschaftsantennen rait einer A'thylenpolymerisatzusammensetzung Außendurchmosser von 5/16 bis 1 7/8 Zoll. Der maxircale Druck reicht dann von 4 2 bis 211 atü (600 bis 3000 psig) und fällt auf etwa 42 bis 141 atü (600 bis 2000 psig) ab. Soll ein Koaxialkabel mit kleinem Durchmesser hergestellt v/erden, bei dem die dielektrische Schicht einen Durchmesser von etwa 0,004 Zoll hat, so reicht der maximale Druck bis zu 703 atü (10 000 psig) und fällt auf einen Wert von etwa 492 atü (7000 psig) ab.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird ein inertes Gas dem Hohlraum 6 durch ein Einlaßronr 16 zugeführt, welches in eine Öffnung 17 eingesetzt int, dio im Gehäuse 5 vorgesehen ist. Der Ort des Einlaßrohren 10 ir/i für einen erfolgreichen Betrieb des Verfahrens krltiriJi, Das Einlaßrohr 16 muß in den Hohlraum (> <?ii einem Punkt e.ii. münden, wo 70 bif 100 f. der Grunäpolyu' < ί -'-atZusaimnensetZUi'?; im Hohlraum gr-Bcl·" lzen ist, ro daß d£:r; ^»iuchmolzeno Polyr;· ^l eine¹ Dichtung bilioon kann, um ein RücV.v/ärtsströmen des ImH α

509810/07Ob

Gases im Hohlraum 6 zu verhindern. Dieser Punkt befindet sich also innerhalb der Zumeßzone deo Hohlraumes 6. Der Ort dea Einlaßrohres 16 muß also so sein, daß es sich, in eine er'Abstand vom Auslaßonde 12 des Hohlraumes 6 befindet, der nicht mehr als 1/10 "bis 1/2 der Länge des Hohlraumes 6 beträgt.

Das inerte Gas wird kontinuierlich, dem Hohlraum 6 von finer nicht gezeigten Quelle augeführt, die so ausgebildet ist, daß sie das inerte Gas mit einem Druck liefert, der ausreicht, urn die Zuxuhr des benötigten Betrages an inertem Gas in das Drucksystem im Extruder zu exi/»öglichen. Der Betrag an verwendetem inertem Gas hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, v;ie dies weiter unten noch erläutert wird. Er liegt in der Größenordnung von etwa 8,5 bis 283 dm·⁵ (0,3 bis 10,0 Kubikfuß) pro Stunde unter liormalbedingungen von .Temperatur-und Druck.

Wenn die expandierbare Zusammensetzung das Auslaßende 12 des Hohlraumes 6 erreicht, so ist sie vollständig geschmolzen. Sie wird aus dem Hohlraum 6 in einen Matrizenkopf 19 extrudiert. Ein elektrischer Leiter 20, der mit der expandierten und extrudierten Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung beschichtet v/erden soll, v/ird dem Matrizenkopf 19 mit einer Geschwindigkeit von °twa 10 bis 2500 cm pro Sekunde (20 bis 5000 Fuß pro Minute) zugeführt. Der Leiter 20 kann im Durchmesser von etwa 0,010 bis 0,400 Zoll schwenken. Wenn der Leiter 20 durch den Matrizenkopf 19 geht, wird eine gleichförmige Beschichtung des Extrudates vom Hohlraum 6 ringsum den Leiter 20 gelegt. Die anfängliche Dicke der extrudierten Beschichtung wird durch die Öffnung in der Matrize 21 bestimmt, die sich im Matrizenkopf 19 befindet, und durch die der be*- schichtete Leiter 20 aus dem Matrizenkopf 19 austritt. Wenn der so beschichtete Leiter 20 sich von der Matrize 21 weg bewegt, so beginnt die Beschichtung des Leiters, die ein Kernbildungsmittel und unter Druck befindliches inertes Gas enthält, sich zu expandieren, weil aich der beschichtete Draht jetzt unter Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck (etwa 25° C

50 9810/07 0 6

bis 30° C und 1 atm) befindet. Die expandierende Beschichtung 22 am Leiter 20 ist in einem Abstand von etwa 0,6 bis 1,5 ω (Q,20 bis 5 Fuß) von der Matrize 21 konusfärmig. Anschließend hat aber die Beschichtung ihre maximale expandierte Dicke erhalten und die Beschichtung ist in ihrer expandierten Form gleichförmig dick.

Dabei wird die expandierbare Beschichtung im Matrizenkopf 19 bei einem Druck von über etwa 14 atü (200 psig) und bei einer Temperatur von etwa 120 bis 250° G gehalten.

Die Dicke der expandierten Beschichtung hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, beispielsweise der Geschwindigkeit des Leiters 20 durch den Matrizenkopf 19» der Größe der öffnung in der Matrize 21 und der Dicke des Leiters 20, den rheologischen Eigenschaften der expandierbaren Zusammensetzung und dem Druck des inerten Gases, das durch das Rohr 16 zugeführt wird.

Der Außenleiter wird dann dem Kernglied des Kabels in herkömmlicher Weise zugegeben. Weil sich kein Wasser bei der Zugabe und Expansions der dielektrischen Schicht beim Verfahren nach der Erfindung bildec, ist aber ein Trocknen des Kabels vor der Querschnittsverringerung nicht notwendig. Die Querschnittsverringerung des Kabels wird verwendet, um den Außendurchraesser des Außenleiters zu verringern, so daß dort eingeschlossene Luft herausgepreßt wird.

Die Dämpfungseigenschaften des Kabels werden nach der Querschnittsverringerung gemessen. Bei diesem Prüfverfahren werden etwa 300 bis 61Om (1000 bis 2000 Fuß) des Kabels geprüft. Das Probestück wird dadurch gemessen, daß die Dämpfung im Kabel bei verschiedenen elektrischen Übertragungsfrequenzen, beispielsweise 50, 100, 150, 200, 211, 250 und 300 MHz bei einer dielektrischen Konstante im Bereich von 1,40 bis 1,60 gemessen

wird. Dann wird der Verlustfaktor (pf) für jede der angegebenen Dämpfungswerte unter Verwendung der folgenden Gleichungen

509 810/0706

berechnet:

(IV) (pf) = (AH - 4,35 B/_z )

2,78 F

AH ^Rt

F E Z

d D

Dämpfung in db pro 100 Fuß des Probestücks ist,

\/F (bei einein Innenleiter aus festem Kupfer)

Dämpfung in db
°»1 (l + l)

Prüffrequenz in MHz

dielektrische Konstante des dielektrischen Kerns

charakteristische Impedanz in Ohm

Außendurchmesser des Innenleiters in Zoll Außendurchmesser der dielektrischen Schicht in Zoll.

Die folgenden Beispiele erläutern weiterhin die Erfindung. Sie sollen jedoch nicht zur Begrenzung des Schutzumfanges dienen.

Beispiel 1

Ein Geaeinschaftsantennenkabel mit einem Durchmesser von 0,412 Zoll wurde mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt, wobei ein Kupferdraht mit einem Außendurchmesser von 0,078 Zoll als Innenleiter und ein Aluminiumleiter mit einer Dicke von 0,025 Zoll als Außenleiter Verwendung fanden. Die dielektrische Schicht wurde aus einer Zusammensetzung geformt, die 99,85 Gewichtsprozent eines Äthylenhomopolymerisates mit einer Dichte von 0,921 Gramra/cm enthielt, und mit einen Schmelzindex von 0,1 dg/Minute, 0,1 Gewichtsprozent von Azodicarbonamid und 0,05 Gewichtsprozent von 1,3,5-Trinethy1-2,4,6-tr is (3,5-ditert-butyl-4 -hydroxybemyl )-benzol.

509810/07UB

Die dielektrische Zusaeeeneeteung wurde wie -»orstehend beschrieben in eine« einstufigen Schneckenextruder «it einem Durcb«e»8er τοη 2 1/2 foil und eine« Terbältnie länge ku Dureh-•e»»er ron 20i1 behandelt. Die Terhältnisse Länge «u Durch- «eseer der fördereone» derÜbergangsKone und der Zuaeßzone 1« Extruder lagen bei etwa 4»6 bsw. 10. Das Gehäuse des Ixtruders wur4« auf eint temperatur von etwa 160° O in der Mähe te· XinlaltnA·· de· Extruders und auf eine Temperatur ▼on etwa 180° O in der WKb* der Einlaßöffnung für tas inerte Ga· sowie auf eine temperatur von etwa 165° C a« Auslaßem?'j des Intruders beheizt. Die Ixtruderschraube wurde «it einer Drehgeschwindigkeit von 30 Umdrehungen pro Minute betrieben. Der Druck ia Extruderkopf lag bei 77 attt (1100 psig). Sticketoffgas wurde ale inertes gasförmiges Expansionsfflittel verwendet, welches in das geecbeolzene Polymer im Extruder und eine« Druck von 89,6 atti ( 1280 psig) injiziert wurde. Der Stickstoff wurde dee Extruder «it einer Rate von etwa 11,3 cm pro Stunde (0,4 Kubikfuß pro Stunde) an einem Punkt zugeführt, der 7»7 Schraubendurchmesser vom Auslaßende des Extruders ent~ fernt war. Diese Punkt befand sich in einem Abstand vom Auslaßende des Extruders, der etwa 37 % der Länge des Hohlraumes beträgt. Die dielektrische Zusammensetzung mit dem A'tbylengrundpolymerisat wurde in der Zeit geschmolzen, in der sie die Einlaßöffnung für den Stickstoff erreichte.

Die geschmolzene dielektrische Zusammensetzung mit dem darin dispergierten Gas wurde anschließend durch den Matrizenkopf bei einer Temperatur von etwa 187° C und bei eine« Druck von etwa 77 atü (1100 psig) gegeben. Die dielektrische Zusammensetzung wurde im Extruder bei einer Förderrate von etv/a 1,75 Pfund pro Stunde pro Umdrehung der Schraube pro Minute behandelt.

Der Inneuleiter wurde auf 150° C vorgeheizt und durch den Matriuenkopf «it einer Rate von 6,7 m pro Minute (22 Fuß pro Minute) gefödet-Im Matrizenkopf wurden eine Besehichtungs-

509810/0706

matrize für 0,250 Zoll dickes Vinylharz und eine Führungsspitze rait einem Innendurchmesser von 0,084 Zoll verwendet. Die dielektrische Zusammensetzung wurde auf don Leiter extrudiert. Sie expandierte außerhalb des Matrizenkopfes, um eine zellförmige Zusammensetzung mit einer Dichte von 0,53 Gramm/cm und einer gleichförmigen Zellstruktur zu "bilden, in der die Zellen einen mittleren Durchmesser im Bereich von 2,0 bis 4,8 mils (= 1 Tausendstel Zoll) bildeten.

Der Außenleiter wurde anschließend auf das wie vorstehend präparierte Kernglied aufgemacht, und das sich daraus ergebende Kabelgebilde wurde gequetscht, um den Außendurchmesser des Kabels auf 0,412 Zoll zu verringern. Das Kabel mußte nicht getrocknet werden, um' vor dem Quetschen Feuchtigkeit zu entfernen. Von diesem Kabel wurden etwa 183 m (600 Fuß) hergestellt.

Dieses Kabel wurde dann bezüglich der Dämpfungswerte und des Verlustfaktors geprüft, wobei"sich bei den angegebenen elektrischen Übertragungafrequenzen die folgenden Werte ergaben:

Prüffrequenz Dämpfung Verlustfaktor

(MHz) (db/100 Fuß Kabel) (Mikroradian)

211 1,42 104

300 1,81 - . 198

Beispiel 2 - , -

Ein Gemeinschaftsantennenkabel mit einem Durchmesser von 0,750 Zoll wurde mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt, wobei ein Kupferdraht mit einem Außendurchmesser von 0,146 Zoll als Innenleiter und ein Aluminiumleiter mit einer Dicke von 0,035 Zoll als Außenleiter verwendet wurden. Die dielektrische Schicht wurde wie oei Beispiel 1 hergestellt.

509810/0706

Die dielektrische Schicht wurde wie vorstehend beschrieben in einer einstufigen Extruderpresse mit einem Durchmesser von 3 1/2 Zoll und mit einem Verhältnis Länge zu Durchmesser von 20:1 behandelt. Die Langen der Förderzone, der Übergang3zone und der Zumeßzone im Extruder waren wie bei Beispiel 1. Der Extruder wurde auf 175 bis 200° 0 aufgeheizt, so daß die dielektrische Zusammensetzung auf 195° C erwärmt wurde, während sie geschmolzen wurde. Die Extruderschraubo wurde mit einer Geschwindigkeit von 40 Umdrehungen pro Minute gedreht, und. der Druck im Kopf des Extruders lag bei 91 bis 105 atü (1300 bis 1500 psig). Stickstoff gas wurde als inerte,·* Gas (Expansionsmittel) verwendet, welches dem geschmolzenen Polymerisat im Extruder bei einem Druck an der Injektionsöffnung von 96,3 bis 109,2 atü (1375 bis 1560 psig) zugeführt wurde. Der Stickstoff wurde dem Extruder mit einer Rate von etwa 93 cm (3»3 Kubikfuß pro Stunde) an einem Punkt zugeführt, der 7»7 Schraubenäurchraesser vom Auslaßende des Extruders entfernt lag. Dieser Punkt befand sich in einem Abstand vom Auslaßende des Hohlraumes des Extruders, der etwa 37 /S der Länge des Hohlraumes beträgt. Die dielektrische Zusammensetzung mit dem Grundpolymerisat wurde in der Zeit geschmolzen, in der sie die Einlaßöffnung für den Stickstoff erreichte.

Die geschmolzene dielektrische Zusammensetzung mit dem darin dispergierten Stickstoffgas wurde anschließend durch den Matrizenkopf bei einer Temperatur von etwa 195° G und einem Druck von etwa 96,6 bis 109,2 atü (1380 bis 1560 psig) gegeben. Die dielektrische Zusammensetzung wurde im Extruder bei einer Förderrate von etwa 3,6 Pfund pro Stunde pro Umdrehung der Schraube pro Minute behandelt.

Der Innenleiter wurde auf etwa 107° G vorgeheizt und anschließend durch den Matrizenkopf bei einer Rate von 12m/ Minute (40 Fuß pro Minute) geleitet. Die Matrize im Matrirenkopf hatte einen Außendurchmesser von 0,348 Z₇OlI. Die dielektrische Zusammensetzung wurde auf den Leiter extrudiert und sie

5 0 9 8 10/0706

expandierte außerhalb des iopfes, um eine eeilförmige Zusaeeensetzung zu bilden, die eine Dich^o von Q₉ 38 Ms 0,40 Gramn/cra hatte.

Der Außenleiter wurde anschließend auf Aas wie vorstehend hergestellte Kernglied aufgebracht und c*it eich ergebende lqn*jtrufction wurde gequetscht, ua den AußendurAeeieer des tabel* mt 0,750 Zoll zu verringern» Da» JKafcel auife nicht getiocknei werαen, um Feuchtigkeit v#r de« Quetschen eu entfernen. itwH 640 m (2100 Fuß) diese» labels wurden iatfgestellt.

Danach wurden die Däepfungswerte und der Terlustfaktor des Kabels bei verschiedenen Übertragungsfreguenzen gemessen. Es ergaben sich folgende Werte:

Prüffrequenz Dämpfung Terlustfaktor

(MHz) (db/100 Fuß Kabel| (Mikroraüian)

211 0,79 138

300 0,98 155

Beispiel 3

Ein Gemeinschaftsantennenkabel mit eine« Durchmesser von 0,500 Zoll wurde nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt, wobei 3in üupferdraht mit einem Außendurchmesser von 0,097 Zoll als Innenleiter und ein Aluminiumleiter mit einer Dicke von 0,025 Zoll als Außenleiter verwendet wurden. Die dielektrische Schicht wurde wie bei Beispiel 1 hergestellt«

Die dielektrische Zusammensetzung wurde wie vorstehend beschrieben in einer einstufigen Extruder-Schneckenpresse mit einem Durchmesser von 3 1/2 ,Zoll und einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 21:1 behandelt. Die Längen der Förderzone, der Übe:"f,angszone und der Zumeßzone im Extruder waren wie in Beispiel 1. Der Extruder wurde auf etwa 205° C geheizt, so daß

509810/0706

die dielektrische Zusammensetzung beim Schmelzen eine Temperatur von 205° ü erreichte. Die Extruderschnecke wurde mit einer Geschwindigkeit von 71 Umdrehungen pro Minute "betrieben. Stickstoff gas wurdy als inertes Gas (Expansionsmittel) verwendet und wurde in das geschmolzene Polymerisat im Extruder unter einem Druck an der Einlaßöffnung von etwa 2O7>5 atü. (2950 psiß) injiziert. Der Stickstoff wurde dem Extruder mit einer Rate von etwa 70 cm pro Stunde (2,48 Kubikfuß pro Stunde) zugeführt, und zwar an einem Punkt, der 7,7 Schraubendurchmesser vora Auslaßende des Extruders entfernt war. Dieser Punkt befand sich in einem Abstand vom Auslaßende des Hohlraumes O'is Extruders, der etwa 37 # der Länge des Hohlraumes betrug. Die dielektrische Zusammensetzung mit dem Äthylengrundpolymerisat wurde in der Zeit geschmolzen, in der sie die Einlaßöffnung für Stickstoff erreichte.

Die geschmolzene dielektrische Zusammensetzung mit dem darin dispergierten Stickstoffgas wurde anschließend durch den Matrizenkopf bei einer Temperatur von etwa 205° C gegeben. Die dielektrische Zusammensetzung wurde im Extruder mit einer Förderrate von etwa 2 Pfund pro Stunde und pro Umdrehung der Schraube pro Minute behandelt.

Der Innenleiter wurde auf etwa 120° C vorgeheizt und durch den Matrizenkopf mit einer Rate von 24»2 m/Minute (79 Fuß pro Minute) geleitet. Die dielektrische Zusammensetzung wurde auf den Leiter extrudiert und expandierte außerhalb des Matrizenkopfes, um eine zellförmige Zusammensetzung mit einer Dichte von 0,45 Gramm/cm zu bilden.

Der Außenleiter wurde dann dem Kernglied, das wie vorstehend beschrieben hergestellt war, zugegeben, und die sich ergebende Kabelkonstruktion wurde gequetscht, um den Außendurchmesser des Kabels auf 0,'jOO Zoll zu verringern. Das Kabel mußte nicht getrocknet werden, um vor dem Quetschen Feuchtigkeit zu eni~ fernen. Drei Längen dieses Kabels wurden hergestellt, von donen

509810/0701

- 25 jede 640 ra (2100 Fuß) lang war.

Das Kabel hatte "bei einem anschließenden Prüfverfahren die folgenden Verlustfaktoren und Dämpfungswerte hei den angegebenen Übertragungsfrequenzen.

Prüffrequenz	Dämpfung	Verlustfaktor
(MHz)	(db/100 Fuß Kabel)	(Mikroradian)
50	0,555	103
100	0,81	146
211	1,19	115
250	1,30 .	114
300	1,46	139

Die Da-::pfungsuerte und Verlustfaktoren, die hei den neuen, nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Kabeln erhalten werden können, sind beträchtlich niedriger, etwa 9 bis 22 fi niedriger als Werte, die mit herkömmlichen Koaxialkabeln erhalten werden, die dielektrische Zusammensetzungen auf der Basis von Äthylenpolymerisat haben.

Die Werte für den Verlustfaktor und die Dämpfung, die bei den Kabeln nach der Erfindung erreichbar sind, nähern sich denjenigen Vierten, die bei zellförmigen Polystyrolzusammensetzungen für da" Dielektrikum bestehen. Die, Koaxialkabel nach der Erfindung haben jedoch nicht die schlechten mechanischen Eigenschaften, die Kabel haben, deren dielektrische Zusammensetzungen auf Polystyrol basieren.

Die Werte für die Dämpfung und den Verlustfaktor bei Kabeln nach der Erfindung gemäß vorstehenden Beispielen ergeben, daß sich mit den Kabeln Verlustfaktoren bei einer Prüffrequenz von 211 MHz von ^. 150 Mikroradian erhalten lassen, sowie Verlustfaktoren bei einer Prüf frequenz von 300 14Hz von ^- Mikroradian. Diese Prüffrequenzen geben den Mittenfrequenzbereich wieder, der dem Kanal 13 des USA~Fernsehnetzes entspricht, der von 209 bis 213 MHz reicht, sowie die höchste

509810/0 7 06

kommerziell benutzte Frequenz, die für Geraeinschaftsantermenanlagen verwendet wird. Diese Höchstfrequenz wird mit 300 j.n den USA /bezeichnet. Die Kabel nach der vorliegenden Erfindung haben also verhältnismäßig niedrige Dämpfungswerte und Verlm.it faktoren bei den kommerziell bedeutenden Anwendungen für Koaxialkabel.

Bei den vorstehenden Berechnungen wurden bekannte dielektrische Konstante für die expandierten dielektrischen Zusammensetzungen auf der Basis von Polymerisat verwendet. Diese Eonstanten hängen von der Dichte der verwendete zellförinigen Polymeri.satgrundzusammensetBung ab. t)s besteht jedoch eine empirische Beziehung zwischen der Dichte der dielektrischen Zusammensetzung und der dielektrischen Konstante. Die dielektrischen Konstanten für verschiedene dielektrische Zusammensetzungen, die bei den vorstehenden Beispielen verwendet wurden, sind wie folgt:

Beispiel Dichte der dielektrischen ' Dielektrische Zusammensetzung Konstante der

Zusammensetzung

1	o,	0	38	0	,53	40	1	,42	1,	62
CvJ		- o,				—	1,45
3	,45			1,	51

- Ansprüche -

509810/0706

Claims

5.August 1974 Union Carbide Corporation

Gu/ki - 27 - ^{Case C}-9421-1-G

Patent- und Schutzansprüche

Koaxialkabel, gekennzeichnet durch expandiertes Äthylen oder Propylen Polymer als "Dielektrikum mit einem Verlustfaktor .— 250 Mikroradian bei einer elektrischen Übertragungsfrequenz zwischen 50 und 300 MHz.

2. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, laß *!S einen Verlustfaktor von ^. 150 Mikroradian bei einer elektrischen Übertragungsfrequenz von 211 MHz hat.

3. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Verlustfaktor von ^- 200 Mikroradian bei einer elektrischen Übertragungsfrequenz von 300 I¹IHz ,hat.

4. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylen oder Propylen Polymerisat ein Homopolymerisat ist.

5. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylen oder Propylen Polymerisat in nicht expandierter Form eine Dichte von etwa 0,86 bis 0,96 Gramm/cm und einen Schmelzenden von etwa 0,05 his 10 Dezigramm pro Minute hat.

6. Koaxialkabel· nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylen oder Propylen Polymerisat in expandierter Porin eine Dichte von etwa 0,3 bis 0,6 Gramm/cra hat..

7. Verfahren zur Herstellung einer Koaxialkabels, wobei das Kernglied des Koaxialkabels einen elektrischen Leiter hat, der mit einem extrudierten und expandierten Dielektrikum beschichtet ist, wobei die Beschichtung aus einer Zusammen-Betzunp; aus einem extrudierbaren und expandierbaren Äthylen oder Propylen-Grundpolymerisat besteht, dadurch

509810/0706

gekennzeichnet, daß die dielektrische Beschichtung (2, 22) auf den elektrischen Leiter (1, 20) extrudiert wird, während sie mit einem inerten, gasförmigen Blähmittel expandiert wird, das der expandierbaren Zusammensetzung vor deren Extrusion injiziert worden ist, worauf der Außenleiter (3) auf das" Kernglied (1, 2 bzw. 20, 22) • aufgebracht v/ird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die expandierba?:e Äthylen oder Propylen-Polymerisatzusammensetzung 98,00 bit 99>99 Gewichtsprozent an Polymerisat und 0,01 "bis 1,00 Gewichtsprozent eines Kernbildungsmittels und eines Oxidationsschutzmittels enthält, und daß das nicht expandierte Polymerisat eine Dichte von etwa 0,86 bis 0,96 Gramm/cnr und einen Schmelzindex von etwa 0,05 bis 10 Dezigramm pro Minute bat, und daß die expandierte Zusammensetzung eine Dichte von 0,3 bis 0,6 Gramm/cm hat.

9. Yerfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylen oder Propylen-Polymerisat ein Homopolymerisat ist.

10. Terfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähmittel Stickstoff ist.

Der Patentanwalt

Dr. Dl/Gudel

509810/0706