DE2611663A1

DE2611663A1 - Verfahren zum ummanteln eines metallstranges sowie nach dem verfahren hergestellte elektrische leitung

Info

Publication number: DE2611663A1
Application number: DE19762611663
Authority: DE
Inventors: Jun Sven Raymond Berglowe; Earl Salvator Sauer
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2611663C2; GB1539538A; CA1063762A; JPS51145567A; US4020213A; JPS5410025B2

Description

Patentanwalt

7 Stu ttg a rt N. Menzelstraße 40

Western Electric Company, Incorporated

I₉₅ Broadway A 35 151 - mli

New York 10007, U.S.A. } g. MäfZ 1976

Verfahren zum Ummanteln eines Metallstranges sowie nach dem Verfahren hergestellte elektrische Leitung

Zusatz zu Patent ... ("Patentanmeldung P 24 51 45I.O)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln eines Metallstranges, bei dem der Metallstrang längs einer Bahn bewegt wird und aufeinanderfolgende Abschnitte des Metallstranges mit einer plastiziertes Polyvinylchlorid enthaltenden Reaktionsmischung ummantelt werden, wobei die aufeinanderfolgenden Abschnitte während des Ummanteins annähernd auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden, und bei dem die Reaktionsmischung mit einem vorbestimmten Adhäsionswert auf die aufeinanderfolgenden Abschnitte aufgebracht wird, nach Patent ... (Patentanmeldung P 24 51 45L0). Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Leitung mit einem Metallstrang, der mit einer Verbindung ummantelt ist, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Isolier to elektrische Leitungen, wie sie bei Tei-sfonanlagan eingesetzt v/erden, werden häufig im Freien oder unter solchen Bedingungen verwendet, bei denen die Isolierung den EinTüssen von Licht, Witterung und unter Umständen Abrieb ausgesetzt ist, die die Isolierung verschlechtern.

Es ist beispielsweise wichtig, daß eine kunststoffummantelte Einfuhrungsleitung, die den Telefonanschluß zwischen einem Telefonmast und der Wohnung herstellt, mit einem Isiiermaterial ummantelt ist, das sowohl ausreichende Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüßen als auch eine ausreichende Flexibilität bei niedrigen Temperaturen, eine ausreichende Stoß- ■> festigkeit und eine ausreichende Abriebfestigkeit aufweist. Eine als Überbrüokungsdraht bezeichnete Leitung, die zum Verbinden der Enden'von offenen Stromkreisen und in dicht be-

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siedelten Großstadtgebieten verwendet wird, muß die gleichen Eigenschaften aufweisen. Der Überbrückungsdraht kann, eine einzige Leitung oder ein verdrilltes Paar enthalten.

Der Adhäsionswert der Isolierung auf dem leitenden Teil in diesen Drahterzeugnissen muß innerhalb eines bestimmten Bereiches liegen. Eine ungenügende Adhäsion der Isolierung auf dem leitenden Teil könnte dazu führen, daß die Isolierung von den Leitungen abgezogen würde, so daß das gesamte Gewicht des Drahtes in einer Kettenlinie oder in einer vertikalen Leitung in unerwünschter Weise von der Anschlußverbindung gehalten würde. Eine ungenügende Adhäsion könnte auch dazu führen, daß die Isolierung unter der Windbelastung aufbricht, so daß der leitende Teil in unerwünschter Weise mit Feuchtigkeit in Berührung kommen könnte. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Übertragungsqualität und zu einer Korrosion des leitenden Teiles.

Ist die Adhäsion zu groß, dann könnte es notwendig sein, die Isolierung von den Leitungen abzuschaben, wodurch ein Teil des metalU sehen Materials von der Oberfläche der Leitungen entfernt wird, was zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes und zu einer Änderung der Leitfähigkeit der Leitungen führt. Außerdem werden dadurch die Festigkeitseigenschaften des Drahtes zum Machteil der Gewichtstragfähigkeit verringert.

Eine Stoffverbindung zur Herstellung einer kunststoffummantelten EinführungsMfeung ist in der US-PS 3.579·608 beschrieben. Es^ ⁺ den Bericht von Cogelia et al "All Vinyl Insulation for Aerial Drop Wire", Seiten 181 bis 186 in "Bell Telephone Laboratories Record", 6/74 hingewiesen. Einer der Bestandteile in der Stoffverbindung gemäß US-BS ^.579.608 ist ein bromiertes Epoxidharz, während bei.der Stoffverbindung gemäß DT-OS24-einer dieser Bestandteile ein uribromiertes Epoxidharz ist.

auch auf _609840/0820

Es hat sich herausgestellt, daß die geforderten Adhäsionswerte durch Vorerwärmen eines leitenden Elementes innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches und durch Aufbringen einer der oben erwähnten Verbindungen im Extrudierverfahren auf den leitenden Teil erhalten werden können. Dies ist in der DT - OS 24 5I 4-51 "beschrieben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine aus verseilten Adern bestehende Leitung mit einer Verbindung ummantelt und somit eine ummantelte Leitung geschaffen, in der die Adhäsion der Verbindung auf der aus verseilten Adern bestehenden Leitung eingestellt wird und bei der der Adhäsionswert innerhalb .eines vorbestimmten Bereiches liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Metallstranges so hoch gehalten wird, daß aus der Reaktionsmischung ein Reaktionsprodukt freigesetzt wird, das Salzsäure enthält und das die Oberfläche der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Metallstranges zur Erzielung des vorbestimmten Adhäsionswertes ätzt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Überbrückungsdraht mit zwei miteinander verdrillten Leitungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine mit einer Isolierung umgebene und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Einführungsleitung;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung eine übliche Installation des Überbrückungsdrahtes mit vertikalen Leitungen;

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B'ig. 4 in perspektivischer Darstellung eine übliche Installation dec Einführungsleitung, die zu dem Haus eines Fernsprechteilnehmers geführt ist;

Fig.5A in Seitenansicht und im Schnitt jeweils eine Leitung, und 5B bei der das leitende Element zur Erzielung einer gewünschten Adhäsion zwischen dem leitenden Element und der Isolierung auf einem bestimmten Temperaturbereich vorerwärmt worden ist,

Fig.5C das leitende Element gemäß Fig. 5A und 5B nach Abziehen der Isolierung,

Fig.öA in Seitenansicht und im Schnitt eine leitung, bei der und 6b das leitende Element über den vorgegebenen Temperaturbereich hinaus erwärmt worden ist,

Fig.oC das leitende Element gemäß Fig. 6A und 6b nach Abziehen der Isolierung und

Fig. 7 eine Vorrichtung zum Aufbringen des Isoliermaterials auf den Leiter.

Als Verseiißiaterial in Form eines leitenden Elementes 11 (Fig. 1), das isoliert werden soll, kann eine Leitung mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter verwendet werden. Das leitende Element 11 besteht üblicherweise aus einem festen Kupferdraht, der mit einer Isolierung 12 zur Bildung einer isolierten Leitung I3 ummantelt ist. Auf diese Weise wird ein Überbrückungsdraht gebildet. Zwei solcher Leitungen 13 können miteinander verdrillt werden, wie es in Fig.l dargestellt ist.

Als Isolierung 12 ist früher üblicherweise eine "Verbindung verwendet worden, wie sie.j.n der US-PS 3-579.608 oder in der

T-i^ .L. -, ₃ * 25 46 1 02.3

deutschen Patentanmeldung beschrieben ist. Durch die

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Erfindung kann in vorteilhafter Weise eine andere Verbindung verwendet werden.

Der i3bea>rückungsdraht 1J> kann in einer Vielzahl von Installationen verwendet werden. Wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, wird der Überbrückungsdraht I3 zur Durchführung der Verdrahtung einer Telefonanlage aif Telefonmasten 14 verwendet. Verdrillte Paare 16 von Überbrückungsdaht 13 können zu einem Anschluß I7 geführt werden, von dem aus eine vertikale . Leitung 18 abgeht. Lange vertikale Leitungen des Überbrückungsdrahtes I3 werden gewöhnlich in dicht belegten städtischen Installationen verwendet.

Die Adhäsion ist notwendig, damit die Isolierung infolge des Gewichtes des Drahtes in den langen vertikalen Leitungen oder infolge der bei starken Winden auftretenden Kräfte nicht von der Leitung 11 abgezogen wird.Es sind Adhäsionswerte von 0,9 kg bis 13,5 kg notwendig.

Die Erfindung wirxäim wesentlichen anhand der Herstellung des Uberbrüclangsdrahtes I3 beschrieben. Die Erfindung kann auch bei der Herstellung einer Einführung,^leitung 21 oder anderer elektrischer Leitungen verwendet werden, bei denen eine bestimmte Adhäsion der Isolierung auf dem leitenden Element notwendig ist. Ein Isoliermantel 22 wird gleichzeitig über zwei mit Abstand voneinander liegende leitende Elemente 23 extrudiert, die elektrolytisch bearbeitet und kupferkaschiertes Verseilmaterial aus Stahl sind. Auf diese Weise wird eine Einfuhrungsleitung mit dem in Fig. 2 dargestellten Aufbau gebildet.

Mit der Einführungsleitung 21 wird ein Telefonanschluß von zwischen Telefonmasten 26 gezogenen Freiluft-Verteilerkabeln 25 zu dem Haus des entsprechenden Fernsprechteilnehmers her-

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gestellt (Fig. 4). Das eine Ende der E inführ ung steifeung 21 wird von einer keilförmigen, an einem der Telefonmasten 26 befestigten und dann mit dem Kabel 24 verbundenen Klammer 27 gehaltert, während das andere Ende der Einführungsleitung 21 von einer ähnlichen, am Hause des Fernsprechteilnehmers befestigten Klammer gehaltert wird. Von dort wird eine elektrische Verbindung zu Leitungen innerhalb des Hauses des Fernsprechteilnehmers zu den Handapparaten oder zu anderen Teilnehmereinrichtungen hergestellt.

Zwischen den beiden keilförmigen Klammern 27 bildet die Einführungsleitung 21 im allgemeinen eine Ketten.:-linie. Das Gewicht der Einführungsleitung verursacht Kräfte, die zwischen den Klammern und den Enden der Einführ ungs leitung wirksam sind. Wenn die Adhäsion zwischen der Isolierung 22 und den Leitungen 23 nicht groß genug ist, kann die Isolierschicht infolge der Wirkung der Klammer 27 auf die Einführungsleitung 21 von dieser abgezogen werden, so daß die Einführungsleitung in unerwünschter V/eise lediglich durch die Endanschlüsse gehaltert wird.

Andererseits könnte eine zu große Adhäsion die Abisolierung der Einführungsleitung zum Verbinden mit einem Anschlußkabel sehr erschweren. Es besteht dann die Gefahr, daß ein Installateur infolge dieser hohen Adhäsion die Leitungen 23 beim Abstreifen der Isolierung knickt. Dies kann die elektrischen Eigenschaften der Leitungen 23 nachteilig beeinflussen sowie zu einer Beschädigung der Kupferkaschierung führen, wodurch der Stahlkern einer möglichen Korrosion ausgesetzt wird.

Schließlich muß das auf die Leitungen 11 und 23 aufgebrachte Isoliermaterial die geforderten physikalischen und elektrischen

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Eigenschaften aufweisen. Ferner darf sich die die Isolierung bildende Verbindung während des Herstellungsverfahrens nicht zersetzen. Sie muß beispielsweise zäh sein, eine ausreichende Flexibilität bei geringen Temperaturen und eine ausreichende Druckfestigkeit haben, gegen Ultraviolettstrahlung beständig sein, ausreichende Wetterfestigkeit und ausreichende Entflamrnfestigkeit haben, da die Installation in der Nähe des Hauses des Fernsprechteilnehmers für die Einführungä-leitung liegt.

Die für den Isoliermantel J2 verwendete Verbindung enthält üblicherweise ein Polyvinylchlorid-Harz, das ein Homopolymer ist, das im folgenden als PVC bezeichnet wird. Das PVC-Harz weist sämtliche Eigenschaften eines Homopolymers einschließlich einer gewissen Abriebfestigkeit auf, die jedoch in sich instabil ist. Wenn das PVC-Harz jedoch während des Verfahrensablaufes weich gemacht wird, was zur Verarbeitung der Verbindung notwendig ist, wird die Abriebfestigkeit verringert. Ferner muß das PVC ein Homopolymer mit einem geeigneten elektrischen Gütegrad sein.

Es können handelsübliche PVC-Polymere verwendet werden, die bis zu 20 Gewichtsprozent oder vorzugsweise bis zu einem Maximum von 10 Gewichtsprozent Komonomere oder andere zugemischte Stoffe, wie Propylen, enthalten können. Beispielsweise kann PVC-Vinylazetat oder PVC-Polypropylen ohne größere nachteilige Wirkung verwendet werden.

Es kann eines der üblicherweise für elektrische Isolierungen bestimmten PVC-Harze verwendet werden. Entsprechend der ASTM-Norm von I966 können einige PVC-Harze in GP4-OOO.OJ5 bis einschließlich GP6-OOOO3 eingeordnet werden. Eine Erläuterung dieser Einteilungen ist in der ASTM-Norm unter der Bezeichnung DI755-66 veröffentlicht.

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Zur Erläuterung dieser Normen ist kurz auf folgendes hinzuweisen: die Bezeichnung GP kennzeichnet ein für allgemeine Zwecke verwendbares Harz, das insbesondere zum Kalandern, Extrudieren oder Gießen geeignet ist. Die dann folgenden Ziffern 4 bis 6 bedeuten das Polymer -Molekulargewicht, angegeben durch die Bezeihnung der Viskosität in verdünnter Lösung. Die letzte Ziffer, also die Ziffer ^bseichnet die meist bevorzugte Verwendung für eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 6 Ohm/cm χ g. Diese elektrische Eigenschaft ist natürlich keine zwingende Voraussetzung für die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre. Der Querstrich unterhalb oder oberhalb einer Ziffer bedeutet, daß der entsprechende Wert unterhalb oder oberhalb des in der Klasseneinteilung angegebenen Wertes liegt. Die übrigen vier Ziffern der Norm bedeuten, daß die Eigenschaften: Partikelgröße, scheinbare Massendichte (Stampf- oder Schuttgewicht), Weichmacher-Absorption und Rieselfähigkeit (TrockenfIuS) einen teLiebigen Wert nach der ASTM-Norm haben können. -

Es ist zweckmäßig, die Konzentrationen in Gewicht steilaiauf der Basis von 100 Teilen des polymeren Materials anzugeben. Das polymere Material besteht hier im wesentlichen aus dem PVC-Homopolymer. Die so definierten Konzentrationen ergeben daher Gemische oder Verbindungen mit mehr als 100 Teilen.

Mit dem PVC-Homopolymer-Harz ist ein Phthalat-Weichmacher kombiniert, damit die Verbindung besondere physikalische Eigenschaften aufweist. Infolge des Weichmachers hat die Verbindung eine geeignete Niedrigtemperatur-Flexibilität. Diese ist notwendig, damit der überbrückungsdraht I^ beispielsweise unter einer Vielzahl von UmweItbedingungen verwendet werden kann. Der Weichmacher erleichtert auch die Verarbeitung der Verbindung beim Mischen und beim Aufbringen auf die Leitungen 11.

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Der Phthalat-Weichmacher wird in einer bevorzugten Konzentration von etwa 48 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile PVC dem Polyvinylchlorid zugegeben. Bei Verwendung von weniger als 45 GewichtsMlen hat die Verbindung keine ausreichenden Niedrigtemperatur-Flexibilitätseigenschaften mehr. Wird d-ieser Bestandteil in einer Konzentration von mehr als 55 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Verbindung zugegeben, dann werden die elektrischen Eigenschaften der Isolierung beeinträchtigt, wie deren Druckfestigkeit. Die Isolierung 12 wird weicher, was für eine Einführungs-leitung jedoch unerwünscht ist.

Ein geeigneter Phthalat-Weichmacher ist "Santicizer-711", wie er von der Monsanto !Industrial Chemicals Company vertrieben wird. In der deutschen Patentanmeldung P 25 4-6 102.3 sind weitere geeignete Phthalat-VJeichmacher angegeben.

Mit dem PVC'' und dem Phthalat-Weichmacher wird ein metallischer Stabilisator kombiniert. Dieser metallische Stabilisator wird der Verbindungaugegeben, damit diese während des Extrudierens wärmebeständig ist und um den elektrischen Widerstand der Verbindung zu verbessern. Ohne einen Wärmestabilisator kann die Verbindung während der Verarbeitung thermisch zerfallen, so daß der Überbrücicungsdraht I^ unbrauchbar wird. Der Stabilisator verbessert auch die Witterungseigenschaften des Überbrückungsdrantes I^.

Der metallische Stabilisator wird vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile PVC verwendet. Bei einer Konzentration von weniger als 5 Gewichtsteilen wird die Wärmestabilität der Verbindung während des Mischens und am Extruder verringert, wobei mit fortschreitender Verfahrensdauer eine weitere Verringerung eintritt. Dies führt zu einer ungenügenden Verarbeitung mit einem zerfallenen Material, das auf die Leiter 11 aufgebracht wird.

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Andererseits wird bei einer Verwendung von mehr als 7 Gewichtsteilen die Wärmestabilität bei einer unverhältnismäßigen Steigerung der Kosten für die Verbindung nur wenig erhöht.

Für die erfindungsgemäße Verbindung ist ein metallischer Stabilisator, wie ein dibasisches Bleiphosph.it, wie es von N.L. Industries, Inc. unter der Bezeichnung "Tribase" E-XL auf den Markt gebracht wird, geeignet. Dieses "Tribase" E-XL-Erzeugnis enthält ein basisches 3leisilikatsulfat mit einem spezifischen Gewicht von 4,0 und einem Bleioxid-Gehalt von 64,5 %.

Mit dem Stabilisator wird ein Füllstoffsystem gemischt, das als Streckmittel für die Verbindung dient. Das Füllstoffsystem kann einen oder sämtliche Bestandteile, wie Kalziumkarbonaü, abgerauchte Kieselerde und gebrannten Ton für die Einführungsleitung 21 oder einfach einen gebrannten Ton für den Überbrückungsdraht I5 enthalten. Das Kalziumkarbonat, das der einzige Füllstoff der Einführungsleitung-Verbindung gemäß der US-PS 3.575.603 ist, kann die Niedrigtemperatur-Eigenschaften dieser Verbindung beeinträchtigen. Um diese möglicherweise unerwünschte Wirkung zu verringern, wird der Anteil an Kalziumkarbonat verringert und durch die anderen, oben erwähnten Füllstoffe ersetzt.

Eine bevorzugte Konzentration des Füllstoffsystems zur Herstellung des Überbrückungsdrahtes beträgt ungefähr 5 bis 10 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile PVC. Hat das Füllstoff-System eine geringere Konzentration als oben angegeben, dann wird das Füllstoffsystem unwirksam, wobei die elektrischen Eigenschaften der Verbindung verschlechtert werden. Je höher die Konzentration des Füllstoffes ist, desto geringer ist die Weichmacher-Konzentration und um so besser sind im allge·

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meinen die elektrischen Eigenschaften. Wenn andererseits mehr als die oben beschriebenen Teile des Füllstoffsystems verwendet werden, v/erden die Niedrigtemperatur-Plexibilität und die Stoßfestigkeit der Verbindung nachteilig beeinflußt.

Ein von der Burgess Pigment Company unter der Bezeichnung 50p auf den Markt gebrachter gebrannter Ton oder ein von der Freeport Kaolin Company unter der Bezeichnung P53 vertriebener gebrannter Ton sind für die Erfindung geeignet.

Zusammen mit dem dibasischen Beiphosphit und dem gebrannten Ton wird in der Mischung ein Gleitmittel verwendet, damit die Verbindung extrudierbar ist. Ein für den Verwendungszweck der Erfindung geeignetes Gleitmittel ist zveLbasisches Bleistearat. Eine bevorzugte Konzentration dieses Gleitmittels beträgt ungefähr 0,5 + 0,25 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Mischung. Bei "weniger als 0,25 Teilen wird die Schmierung verringert, während eine Konzentration von mehr als 0,75 TeIlBi die Gleitfähigkeit der Verbindung nicht merklich erhöht*

Dem dibasischen Bleiphosphit, dem dibasischen Bleistearat und dem gebrannten Ton wird ein Rußkonzentrat zugesetzt, der der Verbindung Ultraviolett- und Witterungs-Beständigkeit sowie zusätzliche Fülleigenschaften verleiht.

Das Rußkonzentrat wird vorzugsweise in einer Konzentration von ungefähr 1 bis 3 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile PVC zugegeben. Bei weniger als einem Gewichtsteil wird der Schutz gegen Zerfall des Überbrückungsdrantes I5 durch Ultraviolett-Strahlung und durch Wärmeeinwirkung ungenügend. Mehr als 3 Gewichtsteile sind nicht notwendig, um die Verbindung gegen diese Einflüsse zu schützen.

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Die Witterungseigenschaften der Polivinylchlorid-Verbindung werden wesentlich durch den Zusatz des Ruß-Konzentrats verbessert. Es hat sich gezeigt, daß durch Verwendung von feinverteiltem Kamin- oder Ofenruß mit einer maximalen Teilchengröße von 25 /tin ein maximaler Schutz erreicht wird. Der Ruß muß in der gesamten Verbindung gut verteilt sein, damit er am wirksamsten ist.

Der von Cities Service Company vertriebene Ruß"Superba 999" ist für die Erfindung geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei der Herstellung der in Fig. 2 dargestellten Einfuhrungsleitung 21 verwendet werden. Die Einführungsleitung 2I₅ die die Verbindung der .Isolierung 22 enthält, ist in der deutschen Patentanmeldung;

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besenrieben und oben bereits erläutert.worden.

Eine bevorzugte Verbindung der Isolierung 22 der Einführungsleitung, die optimale Adhäsionswerte ergibt, enthält 100 Gewichtst^il€ eines Polyvinylchlorids (PVC) und pro 100 Gewio-itsteile PVC

4 Gewichtsteile eines unbromierten Epoxidharzes

mit einem Epoxidäquivalentgewicht von ungefähr I90,

66 Gev/ichtsteile eines Phthalat-Weichmachers,

5 Gewichtsteile eines metallischen Stabilisators, 5 GewichtsteiIe Antimon&rioxid,

2,5 Gewichtsteile eines Rußbestandteiles, 5 Gewichtsteile abgerauchte Kieselerde und 5 Gewichtsteile gebrannter Ton.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand der Herstellung des Überbrückungsdrahtes IJ? und der Einführ ungs leitung 21 sowie der entsprechenden Isolierverbindungen beschrieben worden.

-j £ > ΰ

Zb

Die Erfindung ist auch auf andere Verbindungen anwendbar. Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden, um einen vorerwärmten, länglichen Metallteil mit einem Reaktionserzeugnis zu überdecken, das beispielsweise auch chloriertes Polyäthylen oder ein biromierter Bestandteil sein könnte, der bei den erhöhten Temperaturen ein Reaktionserzeugnis freigibt, d.h. eine Säure, um die Oberfläche des Teiles anzuätzen und eine gewünschte Adhäsion zu liefern.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf den aus verseilten Adern bestehenden Leiter 11 die Verbindung so ausgebracht, daß zwischen den Leitungen und der Verbindung eine optimale Adhäsion auftritt. Dies muß unter Betrachtung verschiedener Paktoren bestimmt werden.

Vorzugsweise liegt der Adhäsionswert der Verbindung bei jeder Leitung 11 im Bereich von ungefähr 7 kg, wobei eine untere und eine obere Grenze von 0,9 kg und 13,5 kg zulässig ist. Wenn der Adhäsionswert kleiner als 0,9 kg ist, kann die Isolierung von dem Draht in den langen vertikalen Leitungen infolge der Windkräfte oder anderer, von außen einwirkender Kräfte abgezogen werden. Bei einem Adhäsions· wert oberhalb von ungefähr 13,5 kg wird es sehr schwierig, die Isolierung 12 abzuziehen. Ein Installateur könnte unbeabsichtigt die Leitungen 11 ankratzen, wodurch der elektrische Widerstand erhöht und die Leitfähigkeit der Leitungen verändert werden.

Die in der Vergangenheit verwendeten Vorwärmtemperaturen der Leiter ergaben keinen isolierten Leiter mit den gewünschten beständigen Adhäsionseigenschaften der Isolierung auf dem Metall. Es wurde angenommen, daß sich die Verwendung einer

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Temperatur oberhalb von 25O⁰C- ein im Stand der Technik angegebener Maximalwert - nachteilig auf das Enderzeugnis auswirken würde.

Bei Verwendung von Vorwärmtemperaturen für den Leiter, wie sie in der DT - OS 24 51 4-51 angegeben sind, wird eine Einfuhrungsleitung mit den gewünschten beständigen Adhäsionseigenschaften der Is±ierung auf dem Metall erhalten. Dies schien eine Folge der Vorerwärmung der Leitung auf eine Temperatur zwischen 274° C und 557° C und des anschließenden Ummanteins der Leitung im Extruder-Verfahren mit einer Verbindung zu sein, die einen Epoxid-Harz-Adhäsionspromotor aufweist, wie er in dr US-PS >579.6O3 oder in der deutschen Patentanmeldung P 25 4-6 102.3 beschrieben und beansprucht ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kupferleitung 11, die mit der erfindungsgemäßen Reaktionsmischung um mantelt werden soll, längs einer Fertigungsstraße 3I abgezogen. Die Verbindung wird auf die Leitungen 11 aufgebracht, wenn diese durch ein nicht dargestelltes Zweiwege-Kernrohr eines Extruders 32 gezogen werden.

Vor dem Eintritt der Leitung 11 in den Extruder 32 werden die Drähte auf eine Temperatur im Bereich von 274 C bis 343° C vorerwär-mt, vorzugsweise im Bereich von 274° C bis 302° C. Die Leitung 11 kann durch jede herkömmliche Vorwärmeinrichtung 33 einschließlich einer induktiven Widerstandsheizung vorerwärmt werden. Um ein Überhitzen der Leitung zu verhindern und um Konvektions- und Strahiungsverluste so gering wie möglich zu halten, werden die Leitungen durch eine isolierte Kammer 34 gezogen, die zwischen den Vorwärmeinrichtungen 33 und dem Extruder 32 vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei der Zubereitung der zum Auftragen auf die Leitung 11 nach dem erfindungsgerr.äßen Verfahren vorgesehenen Verbindung wird das PVC, das mit anderen, oben beschriebenen Mischungsbestandteilen vermischt ist, in den Extruder 32 eingefüllt und durch diesen gezogen. Der Aufbau des Extruders ist bekannt und in der DT - OS 24 51 451 beschrieben.

Das Material fließt in Richtung auf eine Matrize j>6 und gelangt schließlich mit der durch die Matriisa -gezogenen Leitung 11 in Berührung. Wie schon erwähnt, ist die kontinuierlich durch die Kreuzkopfmatrize 36 gezogene Leitung 11 einer definierten Vorwärmbehandlung unterzogen worden. Auf diese Weise wird die Verbindung auf die vorerwärmte Leitung extrudiert, die kontinuierlich darch die Matrize 36 gezogen wird und als innere Formdorne wirkt.

Nach dem Austreten der isolierten Leitung aus der Matrize wird die Leitung in einen Kühlbehälter 37 geführt. Der Abstand der Eintrittsöffnung des Kühlbehälters 37 von der Matrize 36 beträgt üblicherweise 60 crn. Der Kühlbehälter enthält üblicherweise gekühltes Wasser mit einer Temperatur von etwa 4 C zur Kühlung der Isolierung 12. Anschließend wird die isolierte Leitung I3 aufgewickelt und in einigen Fällen zum Verdrillen vorbereitet.

Das Epoxidharz war d©^r Bestandteil, durch den im wesentlichen die erforderliche durchschnittliche Adhäsion der Isolierung auf den Einführungsleitungen erhalten wurde.Es hat sich überraschend herausgestellt, daß eine Kupferleitung mit einer PVC-Verbindung isoliert werden kann, die ausgezeichnete Aahäsionswerte zwischen Leitung und Isolierung trotz der Abwesen heit eines Epoxidharzes in der PVC-Verbindung hat.

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Der erforderliche Adhäsionswert zwischen der Leitung uiü der Isolierung wird beim Aufbringen der Reaktionsmischung auf die Leitung 11 erhalten, die auf eine Temperatur innerhalb des vorgeschriebenen Temperaturbereiches vorerwärmt worden ist. Bei den zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Temperaturen zerfällt das PVC so, daß es die Reaktionsmischung zur Erzeugung eines Reaktionsproduktes umsetzt. Dieses Reaktionsprodukte Salzsäure, ätzt die Oberfläche der Leitung 11, wodurch diese Oberfläche aufgerauht wird und eine überraschend ausgezeichnete Adhäsion der PVC-Verbindung auf. der Leitung fördert.

Um einen reproduzierbaren, ausreichenden Leitungs-Verbindungs-Adhäsionswert der IsοIierverbindung auf einer Kupferleitung 11 zu erhalten, wer-den Temperaturen in dem bevorzugten Bereich von 27²I-⁰ C bis 343° C verwendet. Dadurch ergeben sich ein Überbrückungsdraht 13 mit Adhäsionswerten im Bereich von 0,9 kg bis 13,5 kg und eine Einfuhrungsleitung mit Werten im Bereich von 3,6 kg bis 14,²I- kg mit einem Durchschnittswert von 5,4 kg.

Es hat sich herausgestellt, daß im allgemeinen ausreichende durchschnittliche Verbindunss-Leitun^-Adhäsionswerte für feste Überführungsdrähte erhalten werden, wenn Leitungsvorwärmtemperaturen im Bereich von 274° C und 343° c verwendet werden. Zur Herstellung einer Einfuhrungsleitung mit bevorzugten Adhäsionswerten im Bereich von 7,2 kg wird eine Temperatur im Bereich von etwa 302° C bis 329⁰ C verwendet.

Wie die Fig. 5A und 5B zeigen, haben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Leitungen in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Berührungsfläche zwischen Isolierung und

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Leitung. Der in überraschender Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Adhäsionswert zwischen Leitung und Isolierung ist so groß, daß beim Abziehen der Isolierung von der Leitung Teile der Isolierung mit der Leitungsoberfläche verbunden bleiben (Pig. 5C).

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden unerwartete Ergebnisse erzielt, da die Adhäsion ohne Beeinträchtigung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Isolierung ereicht wird. Früher wurde angenommen, daß ein Erhitzen einer PVC-Verbindung auf eine Temperatur innerhalb des angegebenen Bereiches zu einem Zerfall des PVC führen würde. Tatsächlich aber findet der Zerfall des PVC nur an " der Leitungsgrenzfläche statt und ist in vorteilhafter Weise gerade ausreichend, um das Reaktionsprodukt freizusetzen.

Versuche haben ergeben, daß die Adhäsion von der Vorwärmtemperatur der Leitung abhängt. So gibt es eine untere Grenze, unterhalb der die Adhäsion abzufallen beginnt mit nicht reproduzierbaren Ergebnissen. Beispielsweise war* eine Isolierung unbrauchbar, die auf eine Lsitung 11 aufgebracht worden ist, die im allgemeinen unterhalb von 2^2 ° C vorerwärmt worden ist. Diese Isolierung konnte in unerwünschter Weise von Hand von den Leitungen abgezogen werden.

Es gibt auch eine obere Temperaturgrenze, oberhalb der die Adhäsionswerte durch den thermischen Zerfall der Isolierung beeinträchtigt werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Adhäsion der Isolierung auf der Leitung abnimmt, wenn die Leitung auf eine Temperatur von ungefähr 343° C vorerwärmt worden ist. Offensichtlich treten an der Grenzfläche zwischen der Isolierung und dem Metall bei Vorerwärmtemperaturen der Leitung oberhalb von J54j5° C Poren auf. Es hat sich tatsächlich gezeigt, daß zwischen der Isolierung und dem Metalldraht keine

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Berührung stattfinden kann. (s. Fig. 6k und 6b). Beim Abziehen der IsolJacung 12 von dem Draht bleibt nur ein kleiner Teil der Isolierung an der Drahtoberfläche hängen (Pig. 6C) .

Zur Untersuchung der Adhäsion der Verbindung auf den Leitungen 10 wurde die kunststoffummantelte Einführungsleitung 12 einem sogenannten Abstreiftest unterworfen, der in der DT - OS 24 51 451 ausführlich beschrieben ist.

Infolge der unerwartet hervorragenden Adhäsionswerte als Folge des Reaktionsproduktes des PVC, das die Leitungsoberfläche anätzt, kann in vorteilhafter Weise der Epoxidharz-Bestandteil entfernt werden, der bisher bei der Isolierverbindung für den Übeibrückung^draht I3 und in gewissem Umfange auch für die Einfuhrungsleitung 16 verwendet worden ist. Durch den Zerfall des PVC an der Grenzfläche zwischen der Leitung und der Isolierung wird die Säure freigesetzt, die die Leitungsoberfläche aufrauht.

Mit dem Überbrückungsdraht -%ind auch verschiedene Versuche durchgeführt worden, wie Kompressions- und Delmurigsversuche, Untersuchungen der Niedrigtemperatur-Flexibilität und Klammerhalte- und Stoßversuche. Sämtliche Versuche sind in der DT-OS 24· 51 451 und in der deutschen Patentanmeldung P 25 46 102.3 beschrieben.

Im folgenden Beispiel ist eine flexible PVC-Isolierverbindung beschrieben, die gemäß der Erfindung zubereitet wurde. Alle Mengenangaben sind in Gewichtsteilen angegeben. .

Beispiel;

Eine Kupfer leitung 11 wird mit einer Geschwindigkeit von 90 m/min, zugeführt uniline Temperatur von ungefähr 502° C

L·

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vorerwärmt. Die vorerwärmte Leitung 11 wird durch den
Extruder y$ geführt, worauf die PVC-Verbindung auf die
Leitung extrudiert wird. Die Verbindung oder die Reaktions mischung enthält 100 Gewichtsteile eines Polyviny.lchlorid-Harzes^GPS-OOOO^-ASTM-D^S, 47,7 Gewichtsteile gemischtes N-octyl, n-decyl-Phthalat-Weichmacher, 5 Gewichtsteile
eines zweibasischen Bleiphosphit-Stabilisators, J Gewichts teile gebrannter Ton, 0,5 Gewichtsteile dibasisches Bleistearat als Gleitmittel und 2,5 Gewichtsteile eines Rußbestandteiles.Diese Bestandteile werden gemischt und auf die Leitungen extrudiert, die auf eine Temperatur von 502° C
vorerwärmt worden sind.

Tabelle I

Versuchsergebnisse für das Beispiel bei verschiedenen Vorwärmt emperaturen:

Durchschnitt 1.Ad- 0 2 2,9 5,2 jj 4,1 5 7,4 14 häsionswert der
Isolierung auf Leitungen (kg)

Drahtvorwärmtemperaturen oberhalb von ^4^° C neigt die Isolierungsverbindung zum Zerfall. Darüber hinaus ist es bei einer Drahtvorwärmtemperatur oberhalb von J43° C in unerwünschter Weise notwendig, langer zu kühlen, bevor die isolierte Leitung, auf Rollen oder Trommeln aufgewickelt wird.

6Q9840/082Q

Claims

Stuttgart N. Menzelstraße40 to Westarn Electric Company,Incorporated Broadway A 35 I5I - mü New York 10007, U.S.A. 1 δ. März 1S76 Pat entansprüche

1.} Verfahren zum Ummanteln eines Metallstranges, bei dem der Metallstrang längs einer Bahn bewegt wird und auf- . einanderfolgende Abschnitte des Metallstranges mit einer plastiziertes Polyvinylchlorid enthaltenden Keaktionsmischung uir.ir.aiieIt werden, wobei die aufeinanderfolgenden Abschnitte während des Ummanteins annähernd auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden, und bei dem die Reaktionsmischung mit einem vorbestimmten Adhäsionswert auf die aufeinanderfolgenden Abschnitte aufgebracht wird, nach Patent ... (Patentanmeldung P 2.k 51 ^51.0), dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der aufeinander«folgenden Abschnitte des Metallstranges so hoch gehalten wird, daß aus der Reaktionsmischung ein Reaktionsprodukt freigesetzt wird, das Salzsäure enthält und das die Oberfläche der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Metallstranges zur Erzielung des vorbestimmten Adhäsionswertes ätzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstrang zur Verwendung als elektrische Leitung für Fernsprechverbindungen ausgebildet ist.

3>. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Metallstranges währenddes Extrudierens innerhalb einss vor gegebenen Temperaturbereiches von.27^·° C bis " -; ; . r.---;-;^:-, 9 3 -_ ;■ / ρ a 1 Q

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Adhäsionswert der Verbindung auf dem Metallstrang lückenlos im Bereich von 0,9 kg bis 13 .»5 kg liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung 100 Gewichtsteile eines .. polymeren Materials und auf jeweils 100 Gewichtsteile des polymeren Materials folgende Bestandteile enthält:

45 -55 Gewichtsteile eines Phthalat-Weichmachers, 3 - 7 Gewichtsteile eines metallischen Stabilisators, 3-10 Gewichtsteile eines Füllstoff-systems, 0,25 - 0,75 Gewichtsteile eines Gleitmittels und 1-3 Gewichtsteile eines Rußbestandteiles.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Verbindung 100 Gewichtsteile eines Polyvinylchlorid (PVC)-Harzpolymers und auf jeweils 100 Gewichtsteile des PVC folgende Bestandteile enthält:

48 Gewichtsteile eines Phthalat-Weichmachers,

5 Gewichtsteile eines dibasischen Bleiphosphits als metallischen Stabilisator,

3 Gewichtsteile eines gebrannten Tons,

0,5 Gewichtsteile eines dibasischen Bleistearats als Gleitmittel und

2 Gewichtsteile eines Rußbestandteiles.

7. Elektrische Leitung mit einem Metallstrang, der mit einer Verbindung ummantelt ist, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung einen Bestandteil enthält, der beim Erhitzen der Verbindung auf eine vorgegebene Temperatur als ein Reaktionsprodukt freizusetzen ist.

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