DE2916581C2 - Sheathing for electrical conductors and waveguides - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ummantelung von elektrischen Leitern und Wellenleitern mit nicht-expandierten, porösen, linearen Polymeren, wobei die Leiter insbesondere zum Transport von Energie wie elektrischem .'Strom oder elektromagnetischen Wellen dienen.The invention relates to a method for sheathing electrical conductors and waveguides with non-expanded, porous, linear polymers, the ladder in particular for the transport of Energy such as electric current or electromagnetic Serve waves.
Es ist seit langem bekannl, Leiter, die zum Transport von elektrischem Strom, sei es nun Gleichstrom oder Wechselstrom oder für dii: Übermittlung von elektromagnetischen Wellen dienen, mit einer Isolierung in Form einer Ummantelung zu umgeben. Man kann die Leiter mit einem dünnen isolierenden Lackfilm überziehen, es ist auch möglich, die Leiter mit dünnen Bändern,It has long been known, conductors that are used to transport electrical current, be it direct current or Alternating current or for dii: serve to transmit electromagnetic waves, with insulation in To surround form a sheath. The conductors can be covered with a thin insulating lacquer film, it is also possible to fix the ladder with thin strips,
z. B. aus Papier oder Kunststoffen zu umwickeln; vorwiegend hat man sich jedoch bemüht, als Ummantelung geschäumte Kunststoffe, d. h. expandierte Polymere aufzubringen.z. B. to wrap from paper or plastics; mainly, however, efforts have been made as a sheath foamed plastics, d. H. Apply expanded polymers.
Bei der Herstellung derartiger Ummantelungen geht man im allgemeinen so vor, daß man mit Hilfe eines Extrusionswerkzeuges den gleichzeitig vorbeigeführten Leiter mit einer schaumfähigen Mischung beaufschlagt Man kann dabei so vorgehen, daß man dem KunststoffIn the production of such jackets one proceeds in general so that one with the help of a Extrusion tool applied to the conductor passed by at the same time with a foamable mixture One can proceed in such a way that the plastic
ίο ein festes Treibmittel wie z. B. Azodicarbonamid und häufig auch sogenannte Nukleatoren und eventuell noch weitere Zusätze einverleibt und den Kunststoff unter Einwirkung von Wärme, wobei sich das Treibmittel unter Gasbildung zersetzt, expandiertίο a solid propellant such as B. azodicarbonamide and often also so-called nucleators and possibly other additives incorporated and the plastic under Exposure to heat, during which the propellant decomposes with formation of gas, expands
Als Treibmittel können auch Gase wie Stickstoff, Luft, Argon, Helium oder CO2 einer Kunststoffschmelze unter Druck beigemengt werden, wobei das Auflösen der Gase in der Schmelze angestrebt werden kann. Auch gasförmige organische Verbindungen wie MethanGases such as nitrogen, air, Argon, helium or CO2 can be added to a plastic melt under pressure, causing it to dissolve the gases in the melt can be aimed for. Also gaseous organic compounds like methane
und Äthan sowie entsprechende halogeniert^ Kohlenwasserstoffe wie Diehloroietrafiuoroäihän, Athylchlorid etc. sind bereits als Blähmittel empfohlen worden.and ethane and the corresponding halogenated hydrocarbons like Diehloroietrafiuoroäihän, ethyl chloride etc. have already been recommended as blowing agents.
Durch Verwendung von Polystyrol als Polymer ist es möglich, den Luftanteil in der Ummantelung sehr hoch zu treiben bis etwa 95%; von Nachteil ist jedoch, daß Polystyrol eine sehr geringe Elastizität besitzt Darüber hinaus ist es schwierig, einen Schaumkörper herzustellen, der sehr gleichmäßige Hohlräume besitzt. Schließlich ist es sehr schwierig, einen Schaumstoff auf diese Weise herzusielbn, der über sehr viele sehr kleine Hohlräume, insbesondere solche im Größenbereich von wenigen μπι und darunter verfügtBy using polystyrene as a polymer, it is possible to keep the proportion of air in the casing very high to drift up to about 95%; However, the disadvantage is that polystyrene has a very low elasticity in addition, it is difficult to produce a foam body which has very uniform voids. In the end it is very difficult to get hold of a foam in this way that has very many very small ones Cavities, especially those in the size range of a few μπι and below
Man hat versucht, durch Verwendung von anderen Polymeren bzw. durch Einsatz von Polymergemischen geschäumte Isolierungen für elektrische Leiter zu verbessern, wie es z.B. in der DE-AS 10 29 896 beschrieben ist, nach der zur Isolierung eine schaumförmige Mischung von Butyl-Kautschuk mit Polyäthylen eingesetzt wird. Neben Versuchen, die Ummantelung von Leitern durch Verbesserungen bezüglich der eingesetzten Polymere und Treibmittel sowie Nukleationsmittel zu erreichen, hat man auch versucht, durch apparative und verfahrensmäßige Verbesserungen zu vorteilhafteren Ummantelungen zu gelangen.Attempts have been made by using other polymers or by using polymer mixtures to improve foamed insulation for electrical conductors, for example in DE-AS 10 29 896 is described after a foam-like mixture of butyl rubber with polyethylene for insulation is used. In addition to attempts to improve the sheathing of ladders through improvements in the To achieve used polymers and blowing agents and nucleating agents, attempts have also been made by to achieve improvements in equipment and processes to more advantageous sheaths.
So wird z. B. in der DE-OS 25 45 931 ein Verfahren beschrieben, nach dem die Kunststoff-Isolierung unmittelbar nach Verlassen des Spritzkopfes in einem unter einem Restdruck von etwa 5 Torr stehenden Expansionsraum gelangt. Dieses Verfahren arbeitet mit mehreren Kammern, es ist weiter erforderlich, daß auf die Isolierung noch ein Schmiermittelfilm aufgebracht wird; schließlich muß die Isolierung noch kalibriert werden.So z. B. in DE-OS 25 45 931 a method described, after which the plastic insulation immediately after leaving the spray head in a below a residual pressure of about 5 Torr expansion space got. This method works with several chambers, it is also necessary that on a film of lubricant is applied to the insulation; Finally, the insulation still needs to be calibrated will.
Obwohl bereits zahlreiche Verfahren zur Ummantelung von Leitern bekannt sind, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten Ummantelungen für elektrische Leiter und Wellenleiter, die insbesondere einen hohen Verzellungsgrad aufweisen, sich durch gute isolierende und dielektrische Eigenschaften auszeichnen und darüber gute mechanische Eigenschaften besitzen, Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Ummantelungen für elektrische Leiter und Wellenleiter zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine hohe Gleichmäßigkeit sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung auszeichnen. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, Ummantelungen zur Verfügung zu stellen, die selbst bei einer geringen Wandstärke hervorragende isolierende und dielektrische Eigenschaften besitzen, die frei vonAlthough numerous methods of sheathing conductors are known, one still exists Need for improved jackets for electrical conductors and waveguides, in particular have a high degree of corrugation, are characterized by good insulating and dielectric properties and also have good mechanical properties, the object of the invention is therefore to provide jackets for electrical conductors and waveguides that are available through a high Distinguish evenness both in the transverse and in the longitudinal direction. Another object of the invention is To provide sheathing that is excellent insulating even with a small wall thickness and have dielectric properties that are devoid of
störenden Zusätzen sind und die sich darüber hinaus durch hervorragende mechanische Eigenschaften wie Elastizität und Festigkeit auszeichnen, so daß sie den Leiter mechanisch schützen können.interfering additives and which also have excellent mechanical properties such as Characterize elasticity and strength so that they can protect the conductor mechanically.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ummantelung von elektrischen Leitern und Wellenleitern gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein homogenes Gemisch aus mindestens 2 Komponenten, wobei die eine Komponente ein schmelzbares Polymer und die andere Komponente ein gegenüber dem Polymeren inerte Flüssigkeit ist und beide Komponenten ein binäres System bilden, das im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich völliger Mischbarkeit und einen Bereich mit Msschungslücke aufweist, bei einer Temperatur oberhalb der Entmischungsiemperatür auf den Leiter aufbringt, anschließend abkühlt und die gebildete Polymerstruktur verfestigt.This object is achieved by a method for sheathing electrical conductors and waveguides solved, which is characterized in that a homogeneous mixture of at least 2 components, wherein one component is a fusible polymer and the other component is opposite to that Polymer is an inert liquid and both components form a binary system that is in the liquid State of aggregation has a range of complete miscibility and a range with a miscibility gap a temperature above the segregation temperature applies to the conductor, then cools and solidifies the polymer structure formed.
Zum Abkühlen und Verfestigen der Ummantelung kann ein Bad verwendet werden. Es ist vorteilhaft, wenn das Bad die inerte Flüssigkeit der extrudierten Komponentengemischs enthält. Es ist auch möglich, ein Bad zu verwenden, das Wasser enthält. Die erhaltene Polymerstruktur kann nach der Verfestigung mit einem Lösungsmittel ausgewaschen werden.A bath can be used to cool and solidify the jacket. It's beneficial though the bath contains the inert liquid of the extruded component mixture. It is also possible to have a Use bath that contains water. The polymer structure obtained can after solidification with a Solvent to be washed out.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man die Leiter mit einem Überzug aus einer Lösung eines Polymers in einem organischen Lösungsmittel versieht und das Polymer mit einem Nichtlösungsmittel für das Polymer ausfällt, das mit dem organischen Lösungsmittel mischbar istAnother embodiment of the invention is that the conductors with a coating of a Solution of a polymer in an organic solvent and the polymer with a nonsolvent precipitates for the polymer which is miscible with the organic solvent
Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung als Polymer Polypropylen verwendet, das auch mit weiteren Polyolefinen gemischt sein kann.Preferably, in the context of the invention, the polymer used is polypropylene, which is also used with other polyolefins can be mixed.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient vorzugsweise zur Ummantelung von metallischen Leitern, insbesondere in Form von Drähten. Das Verfahren läßt sich vorteilhaft bei der Ummantelung von metallischen Leitern aus reinem oder legiertem Kupfer anwenden.The method according to the invention is preferably used for sheathing metallic conductors, in particular in the form of wires. The method can be advantageous in the sheathing of metallic Use ladders made of pure or alloyed copper.
Die Wandstärke der Ummantelung kann etwa 0,05 bis 2 mm betrage". Sie ist vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm stark.The wall thickness of the casing can amount to approximately 0.05 to 2 mm. It is preferably 0.05 to 0.5 mm strong.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen der nichtexpandierten, porösen, linearen Polymeren kann auf verschiedene Weise geschehen. Es ist möglich, mit dem Verfahren gemäß der Erfindung einen 4a Verzellungsg!"ad von mindestens 60% .ler nicht-expandierten, porösen, linearen Polymeren, die als Ummantelung der Leiter dienen, zu erzielen. Vorzugsweise weisen die Polymeren einen Verzellungsgrad von 70 bis 85% auf. Es ist vorteilhaft, wenn die Wellen im wesentlichen im Durchmesser kleiner als 10 μπι sind und wenn dabei mindestens 50% der Zellen einen Durchmesser von kleiner als 1 pm besitzen.The inventive method for applying the unexpanded, porous, linear polymers can be done in a number of ways. It is possible with the method according to the invention a 4a Distortion rate of at least 60% of the non-expanded, To achieve porous, linear polymers that serve as the sheathing of the conductors. Preferably the polymers have a degree of fluff of 70 to 85%. It is advantageous if the waves in the are essentially smaller than 10 μm in diameter and if at least 50% of the cells have a diameter of less than 1 μm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können lineare, insbesondere faserbildende makromolekulare Substanzen, vor allem synthetische Polymere verwendet werden, die z. B. durch Polymerisation, Polydaddition oder Polykondensation erhalten werden. Voraussetzung ist, daß das Poiymer schmelzbar ist, d. h. in den flüssigen Aggregatzustand ohne Zersetzung übergehen kann und mit einer ihm gegenüber inerten Flüssigkeit ein biniires System bildet, das im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich völliger Mischbarkeit aufweist und ebenfalls noch im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich mit Mischungslücke besitzt.According to one embodiment of the invention, linear, in particular fiber-forming macromolecular Substances, especially synthetic polymers, are used which, for. B. by polymerization, polyaddition or polycondensation can be obtained. The prerequisite is that the polymer is meltable, d. H. in the liquid state of aggregation can pass without decomposition and with a liquid that is inert towards it forms a binary system which, in its liquid state, has a range of complete miscibility and also has an area with a miscibility gap in the liquid state.
Derartige Systeme weisen für den flüssigen Zustand ein Phasendiagramm auf, rV.r Art, wie es beispielsweise im Textbook of Physical Chemistry von S. Glasstone, Macmillian and Co. Ltd., St. Martins's Street, London 1953 auf Seite 724 für das System Anilin Hexan wiedergegeben ist. In diesem Diagramm ist für die beiden Komponenten oberhalb der gekrümmten Kurve völlige Mischbarkeit gegeben. Unterhalb der Kurve liegen zwei flüssige Phasen miteinander im Gleichgewicht. Such systems have a phase diagram for the liquid state, rV.r type, as for example in the Textbook of Physical Chemistry by S. Glasstone, Macmillian and Co. Ltd., St. Martins's Street, London 1953 on page 724 for the system aniline hexane is reproduced. This diagram is for the both components are completely miscible above the curved curve. Below the curve two liquid phases are in equilibrium with each other.
Es ist für die Ausführbarkeit der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß im 2-Phasenbereich die beiden Komponenten noch jeweils eine beachtliche Löslichkeit gegenüber der anderen Komponenten aufweisen, wie das in dem oben erwähnten Diagramm der Fall ist Vielfach genügt es, wenn im flüssigen 2-Phasengebiet eine Randlöslichkeit vorhanden ist. Wesentlich ist jedoch, daß die beiden Komponenten im flüssigen Zustand noch zwei flüssige Phasen nebeneinander bilden. Insoweit unterscheiden sich diese Systeme von solchen Systemen, bei dem das gelöste Polymer bei einer Erniedrigung der Temperatur direkt als fester Stoff ausfäilt, ohne zunächst während der Abkühlung den flüssigen Aggregatzustand zu durchlaufen.It is not absolutely necessary for the feasibility of the invention that in the 2-phase range both components still have a considerable solubility compared to the other components have, as is the case in the above-mentioned diagram, it is often sufficient if in the liquid 2-phase area marginal solubility is present. However, it is essential that the two components in the liquid state still form two liquid phases side by side. In this respect, these systems differ of those systems in which the dissolved polymer directly becomes more solid when the temperature is lowered Fabric falls out without first cooling down to go through the liquid state of aggregation.
Im Rahmen dieser Ausführungsform kennen übliche schmelzbare Polymere eingesetzt werden, wie die durch Polymerisation erhaltenen Polymere, Polyäthylen, °olypropylen, Polyvinylchlorid, Polyacrylate, Polycaprolactam sowie entsprechende Copolymere u. a. m.; Polykondensationspolymere wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, PoIyamid-6.6, Polyphenylenoxid und Polyadditionspolymere wie Polyurethane und Polyharnstoffe.In the context of this embodiment, conventional meltable polymers are used, such as those by Polymerization obtained polymers, polyethylene, ° olypropylene, Polyvinyl chloride, polyacrylates, polycaprolactam and corresponding copolymers, among others. m .; Polycondensation polymers such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide-6.6, polyphenylene oxide and polyaddition polymers such as polyurethanes and polyureas.
Als inerte Flüssigkeit eignen sich grundsätzlich im Rahmen der Erfindung alle diejenigen Flüssigkeiten, die mit dem Polymeren im flüssigen Zustand ein binäres System der oben erwähnten Art bilden. Inert gegenüber dem Polymeren bedeutet, daß die Flüssigkeit nicht bereits innerhalb eines kurzen Zeitraums einen beachtlichen Abbau des Polymeren bewirkt bzw. mit dem Polymeren selbst reagiert.In principle, all liquids which form a binary system of the type mentioned above with the polymer in the liquid state. Inert to the polymer means that the liquid does not have a significant amount within a short period of time Degradation of the polymer causes or reacts with the polymer itself.
Wenn auch das weiter oben erwähnte Zustandsdiagramm des Systems Anilin/Hexan, die Verhältnisse für ein binäres Gemisch wiedergibt, das an und für sich nur aus zwei im wesentlichen reinen, einheitlichen Substanzen besteht, so soll im Rahmen der Erfindung der Eingriff binäres System nicht streng auf Gemische aus lediglich zwei reinen inheitlichen Substanzen angewendet werden. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß eine Polymersubstanz aus einer Vielzahl von Molekülen unterschiedlichen Molekulargewichts zusammengesetzt ist, deshalb sind derartige Polymere mit einer entsprechenden Molekulargewichtsverteilung im Rahmen der Erfindung als eine Komponente anzusehen, das gleiche gilt auch für Mischpolymere. Unter bestimmten Umständen können sich sogar Polymergemische wie eine einheitliche Komponente verhalten, ein einphasiges Gemisch mit einem inerten Lösungsmittel bildsn und sich unterhalb der kritischen Temperatur in zwei flüssige Phasen trennen.Even if the state diagram mentioned above of the system aniline / hexane, which shows the ratios for a binary mixture, which in and of itself only consists of two essentially pure, uniform substances, so in the context of the invention, the Intervention binary system is not strictly applied to mixtures of only two pure unified substances will. Those of ordinary skill in the art know that a polymer substance is made up of a large number of molecules different molecular weight is composed, therefore, such polymers with a corresponding To regard molecular weight distribution in the context of the invention as a component, the same also applies to mixed polymers. Under certain circumstances, even polymer blends such as behave as a uniform component, form a single-phase mixture with an inert solvent and separate into two liquid phases below the critical temperature.
Auch die Flüssigkeit braucht nicht unbedingt völlig rein zu sein und ein= vollständig einheitliche Substanz darzustellen. So schadet es häufig nicht, wenn auch kleinere Mengen an Verunreinigungen, eventuell auch Anteile an homologen Verbindungen, wir.· sie durch großtechnische Herstellung bedingt sind, zugegen sind.The liquid does not necessarily have to be completely pure and a = completely uniform substance to represent. So it often doesn't do any harm, even if smaller amounts of impurities, possibly also Proportions of homologous compounds, we · they are due to large-scale production, are present.
Zur praktischen Durchführung wird aus den beiden Komponenten bei den erforderlichen Temperaturen ein homogenes Gemisch hergestellt. Dies kann auf die Weise geschehen, daß man die inerte Flüssigkeit mit dem zerkleinerten Polymer mischt und auf entsprechen-For practical implementation, the two components are converted into one at the required temperatures homogeneous mixture produced. This can be done by using the inert liquid mixed with the crushed polymer and
de Temperaturen erhitzt, wobei für eine entsprechende Durchmischung gesorgt wird.de temperatures, whereby a corresponding mixing is ensured.
Eine weitere Möglichkeit ist. daß man die beiden Komponenten getrennt auf die erforderliche Temperatur bringt und die beiden Komponenten in dem r· gewünschten Mengenverhältnis erst kurz vor dem Extrudieren kontinuerlich miteinander vermischt. Dieses Vermischen kann in einem Stiftmischer stattfinden, der zweckmäßig zwischen den Dosierpumpen für die einzelnen Komponenten Lind der Dosierpumpe für das in Gemisch angeordnet ist. Eine anschließende Homogenisierung kann empfehlenswert sein.Another option is. by bringing the two components separately to the required temperature and the two components in the desired ratio r · shortly continously mixed together prior to extrusion. This mixing can take place in a pin mixer which is expediently arranged between the metering pumps for the individual components and the metering pump for the mixture. A subsequent homogenization can be recommended.
Vielfach empfiehlt es sich, das homogene Gemisch durch Anlegen eines geeigneten Vakuums vor dem Extrudieren zu entlüften.In many cases it is advisable to use the homogeneous mixture vented by applying a suitable vacuum prior to extrusion.
Das Verhältnis von Polymer zu inerter Flüssigkeit in der Masse kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Mittels Einstellen des Verhältnisses Polymer zu inerter Flüssigkeit kann in großem Maße der Ver/elhingsgrad gesteuert werden.The ratio of polymer to inert liquid in the mass can vary within wide limits will. By adjusting the ratio of polymer to inert liquid, the degree of elution can be adjusted to a large extent being controlled.
Im allgemeinen genügt es. wenn die Temperatur des homogenen Gemisches vor dem Extrudieren nur wenige Grad über der kritischen Temperatur bzw. oberhalb der Entmischungstemperatur entsprechend der jeweiligen Zusammensetzung liegt.In general it is enough. when the temperature of the homogeneous mixture before extruding only a few degrees above the critical temperature or above the demixing temperature accordingly the respective composition lies.
Durch Vergrößerung der Differenz zwischen der Temperatur des homogenen zu extrudierenden Gemisches und der Entmischungstemperatur lassen sich jedoch auch interessante Effekte hinsichtlich der Struktur der Ummantelung erzielen.By increasing the difference between the temperature of the homogeneous mixture to be extruded and the demixing temperature, however, can also have interesting effects with regard to the Achieve the structure of the jacket.
Die homogene Masse wird sodann mittels eines üblichen Extrusionswerkzeuges extrudiert, wobei der zu ummantelnde Leiter gewöhnlich ebenfalls durch das Extrusionswerkzeug gezogen wird. Zum Ummanteln des Leiters mit dem Gemisch können übliche Werkzeuge benutzt werden, wie sie dem Kunststoff-Fachmann bekannt sind. z. B. auch sogenannte Drahtummantelungspinolen. wie sie auf Seite 237 bis 243 in »Kunststoffverarbeitung im Gespräch«, 2 Band Extrusion. BASF 1971 erwähnt werden. Weitere Hinweise auf Ummantclungstechniken können dem Buch »Kunststoff-Extrudertechnik« Verlag Carl Hanser München 1°»63 von Dr.-Ing. Gerhard Schenkel, Seite 354 ff. entnommen werden.The homogeneous mass is then extruded by means of a conventional extrusion tool, the to sheathed conductor is usually also pulled through the extrusion die. For sheathing of the conductor with the mixture, conventional tools can be used, such as those skilled in the art of plastics are known. z. B. also so-called wire sheathing quills. as described on pages 237 to 243 in »Plastics Processing in Conversation«, 2 Volume Extrusion. BASF 1971 to be mentioned. Further information on wrapping techniques can be found the book "Kunststoff-Extrudertechnik" Verlag Carl Hanser Munich 1 ° "63 by Dr.-Ing. Gerhard Schenkel, Can be taken from page 354 ff.
Die Abkühlung des extrudierten und auf den Leiter aufgebrachten Gemisches kann auf verschiedene Weise geschehen. So ist es möglich, nur mit Luft zu kühlen und die Polymerstruktur so zu verfestigen. Man kann den umhüllten Leiter auch sofort nach Verlassen ties zur Ummantelung dienenden Werkzeugs oder nach Durchwandern einer mehr oder weniger langen Luftstrecke in ein Bad leiten.The cooling of the mixture extruded and applied to the conductor can be carried out in various ways happen. So it is possible to cool with air only and to solidify the polymer structure. One can sheathed ladder immediately after leaving the tool used for sheathing or after walking through it a more or less long air path into a bath.
Die Ummantelung kann, nachdem sie durch Abkühlen verfestigt wurde, mit einem entsprechenden Extraktionsmittel ausgewaschen werden. Zum Extrahieren sind eine Reihe von Lösungsmitteln wie Aceton, Cyclohexan, Äthanol. Methylenchlorid u. a. sowie Gemische derartiger Flüssigkeiten geeignet.After it has solidified by cooling, the casing can be treated with an appropriate extractant be washed out. A number of solvents such as acetone, Cyclohexane, ethanol. Methylene chloride et al. as well as mixtures of such liquids are suitable.
Eine geeignete Vorrichtung zur Herstellung einer Masse, die zur Ummantelung des Leiters mittels Extrusion dient, wird in F i g. 1 näher erläutert.A suitable device for producing a mass that is used to coat the conductor by means of Extrusion is used in FIG. 1 explained in more detail.
1 ist ein thermostatisierbarer Behälter, von dem die inerte Flüssigkeit über eine Doppelkolbenpumpe 3 und einen weiteren Erhitzer 4 in den Mischer 8 dosiert wird. Der Erhitzer 2 dient zur Vorwärmung. Aus dem Schnitzeibehäker 5 gelangt über einen Extruder 6 und eine Zahnradpumpe 7 Polypropylen, in den Mischer 8, von dem über eine Zahnradpumpe 9 ein Werkzeug 10 gespeist wird, durch das zwecks Ummantelung ein drahtförmiger Leiter 11 geführt wird.1 is a thermostattable container from which the inert liquid is metered into the mixer 8 via a double piston pump 3 and a further heater 4. The heater 2 is used for preheating. From the Schnitzelibehäker 5 arrives via an extruder 6 and a gear pump 7 polypropylene, into the mixer 8, from which a tool 10 via a gear pump 9 is fed, through which a wire-shaped conductor 11 is passed for the purpose of sheathing.
Im Rahmen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird Polypropylen als Polymer bevorzugt. Dem Polypropylen können weitere Polyolefine insbesondere Polyäthylen und Polymethylpenten beigemengt sein. Als inerte Flüssigkeiten sind besonders geeignet N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)-hexadecylainin, Glycerinmonoester wie Glycerinmonolnurat.In the context of the embodiment described above the preferred polymer is polypropylene. Other polyolefins in particular can be added to polypropylene Polyethylene and polymethylpentene may be added. Particularly suitable inert liquids are N, N-bis (2-hydroxyethyl) hexadecylamine, glycerol monoester such as glycerol monolurate.
Durch die Abkühlbedingungen läßt sich nicht nur die Struktur im Inneren der Ummantelung variieren, es ist auch möglich, die Eigenschaften der Oberfläche der Ummantelung zu beeinflussen. So können glatte Oberflächen erhalten werden, die aber noch eine gewisse Anzahl von Poren aufweisen, wenn man zum Abkühlen ein Bad benutzt, das die inerte Flüssigkeit enthält, die auch in dem zu extrudierenden Gemisch vorhanden ist.By cooling conditions, not only the structure inside the sheath can vary, it is also possible to influence the properties of the surface of the sheath. In this way smooth surfaces can be obtained, but which still have a certain number of pores if a bath is used for cooling which contains the inert liquid which is also present in the mixture to be extruded.
Wird I uft oder ein Bad, das eine andere Flüssigkeit enthält, zum Kühlen benutzt, so entstehen vorwiegend geschlossene Oberflächen.If air or a bath that contains another liquid is used for cooling, then predominantly closed surfaces.
Der Anteil an kleinsten Zellen wird durch schnelles, sofortiges Abkühlen erhöht.The proportion of the smallest cells is determined by fast, immediate cooling increased.
Bei der weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 9 geht man im allgemeinen so vor, daß man aus einem Polymeren z. B. einem Polyurethan und einem Lösungsmittel wie Dimethylformamid oder Dimeth.viacetamid eine Lösung herstellt und diese dann ebenfalls wie bereits oben beschrieben, mit Hilfe eines Extrusionswerkzeugs auf den Leiter aufbringt. Der auf diese Weise beaufschlagte Leiter kann sodann direkt in ein Bad geleitet werden, das eine Flüssigkeit enthält, die mit dem Lösungsmittel, aus dem die Polymerlösung hergestellt worden ist, mischbar ist. Bei Einsatz von Dimethylformamid und Dimethylacetamid als Lösungsmittel ist für das Fällbad, insbesondere Wasser sehr geeignet. Die Fällbad-Flüssigkeit kann neben Wasser auch noch eine gewisse Menge des Lösungsmittels enthalten, das zur Herstellung dient.In the further embodiment of the invention according to claim 9, the general procedure is that one from a polymer z. B. a polyurethane and a solvent such as dimethylformamide or Dimeth.viacetamid produces a solution and then this also as already described above, applies to the conductor with the help of an extrusion tool. The on Conductors acted upon in this way can then be passed directly into a bath which contains a liquid which is miscible with the solvent from which the polymer solution was prepared. When using Dimethylformamide and dimethylacetamide as solvents are very useful for the precipitation bath, especially water suitable. In addition to water, the precipitation bath liquid can also contain a certain amount of the solvent included, which is used for production.
Man kann den mit der Lösung überzogenen Leiter vor Eintritt in das Koagulier- bzw. Fällbad über eine bestimmte Strecke durch feuchte Luft leiten, wodurch die Poren- bzw. Zellstruktur günstig beeinflußt werden kann.You can the coated with the solution conductor before entering the coagulating or precipitation bath via a guide a certain route through moist air, which has a beneficial effect on the pore or cell structure can.
Der Lösung können übliche Zusatzmittel zugefügt werden, wie sie bei der Herstellung von Beschichtungen und Imprägnierungen zum Einsatz gelangen, die bei der Gewinnung von synthetischem Leder gängig sind.Customary additives, such as those used in the production of coatings, can be added to the solution and impregnations are used, which are common in the production of synthetic leather.
Polyurethanlösungen, aus denen Ummantelungen gemäß der Erfindung erhalten werden können, lassen sich vorteilhaft nach einem Verfahren herstellen, ^as in der DE-OS 24 09 789 beschrieben wird.Polyurethane solutions from which coatings according to the invention can be obtained produce themselves advantageously by a process, ^ as in DE-OS 24 09 789 is described.
Unter Verzellungsgrad im Rahmen der Erfindung ist der volumenmäßige Anteil an Hohlräumen bezogen auf das Gesamtvolumen der Polymerstruktur, d. h. der Ummantelung zu verstehen. Er läßt sich neben üblichen Methoden zur Bestimmung von Poren bzw. Zellen in Kunststoffen auf einfache Weise auch so bestimmen, indem man das Gewicht und das Volumen eines verzeihen Körpers bestimmt, woraus man die scheinbare Dichte erhält Aus der tatsächlichen Dichte des verwendeten Polymeren und dem Gewicht läßt sich das tatsächliche Volumen des Polymeren und der Hohlraumteil errechnen, wobei man das Gewicht der Luft, die Zellen ausfüllt, vernachlässigen kann.In the context of the invention, the degree of fluffiness refers to the volumetric proportion of cavities the total volume of the polymer structure, d. H. to understand the sheath. He can be next to usual Methods for determining pores or cells in plastics can also be determined in a simple manner in such a way that by determining the weight and volume of a forgiving body, from which one becomes the apparent Density is obtained from the actual density of the polymer used and the weight calculate the actual volume of the polymer and the void part, taking the weight of the air, fills the cells, can be neglected.
Die Zellen bzw. Poren können rundliche oder längliche Formen aufweisen und von regelmäßiger und unregelmäßiger Gestalt sein, sie sind durch mehr oderThe cells or pores can have round or oblong shapes and of regular and be irregular in shape, they are by more or
weniger starke Zellwände voneinander getrennt. Die einzelnen Zellen können über Kanäle oder sonstige Öffnungen miteinander in Verbindung stehen. F.s sind auch völlig abgeschlossene Zellen möglich.less strong cell walls separated from each other. The individual cells can be through channels or other Openings are in communication with each other. Fully closed cells are also possible.
Nicht-expandiert im Rahmen der Erfindung bedeutet, ΐ daß die Zellstruktur nicht durch das beim Verschäumen bei Einsatz von Blähmitteln eintretende Expandieren des Kunststoffs erhalten wird. Bei derartigen Verfahren wira eine Schaunistoffstruktur erhalten und das Volumen der extrudierten Masse vergrößert. Eine derartige Volumenänderung ist beim Aufbringen der Polymeren auf den zu ummantelnden Leiter gemäß der Erfindung nicht der Fall, es tritt vielmehr keine oder nur eine geringe Volumenänderung auf, die zum Teil durch die Abnahme der Temperatur beim Abkühlen bedingt i"> sein kann.Non-expanded in the context of the invention means ΐ that the cell structure does not expand as a result of foaming when using blowing agents of the plastic is obtained. With such a method we get a Schaunis fabric structure and that Volume of the extruded mass increased. Such a change in volume is when applying the Polymers on the conductor to be sheathed according to the invention is not the case, rather none or only occurs a slight change in volume, which is partly due to the decrease in temperature during cooling can be.
Im Rahmen der Erfindung können die verzeihen Polymeren als Ummantelung von üblichen elektrischen Leitern und Wellenleitern dienen, d.h. es können sowohl Leiter ummantelt werden, die zum Transport von elektrischem Strom wie Gleich- oder Wechselstrom verwendet werden.In the context of the invention, the forgiving polymers can be used as a sheathing of conventional electrical Ladders and waveguides are used, i.e. both conductors can be sheathed for transport of electrical current such as direct or alternating current.
Die Ummantelung läßt sich auch bei Leitern einsetzen, die zum Transport üblicher elektromagnetischer Wellen dienen, z. B. bei Telefonkabeln, im Bereich der Hochfrequenztechnik usw. Auch Lichtwellenleiter, z. B. Glasfasern können gemäß der Erfindung ummantelt werden.The sheathing can also be used for conductors that are used for the transport of conventional electromagnetic Serve waves, e.g. B. in telephone cables, in the field of high frequency technology, etc. Also fiber optics, z. B. Glass fibers can be coated according to the invention.
Die Leiter können aus üblichen Metallen wie Kupfer und Legierungen hergestellt sein, selbstverständlich in können auch andere Metall z. B. Aluminium etc. genommen werden. Auch andere Materialien, die Wellen leiten, z. B. Glas kann eingesetzt werden.The conductors may be made from conventional metals such as copper and alloys of course in such can also contain other metal. B. aluminum etc. can be taken. Other materials that conduct waves, e.g. B. Glass can be used.
Die Leiter können in üblichen Formen vorliegen, z. B. als einfache Drähte, Mehrfachdrähte etc.The conductors can be in conventional shapes, e.g. B. as single wires, multiple wires etc.
Es war besonders überraschend, daß es durch die Erfindung möglich ist, hochbiegsame, elastische verzellte Ummantelungen für elektrische Leiter und Wellenleiter zur Verfugung zu stellen, die neben guten mechanischen Eigenschaften wie guter Festigkeit, w Dehnung und hoher Ermüdungsbeständigkeit auch gute isolierende und dielektrische Eigenschaften besitzen. So können sie eingesetzt werden, wo es auf die elektrischen Eigenschaften der Ummantelung ankommt sie sind aber auch nützlich, wenn sie, wie das z. B. bei Glasfasern der Fall sein kann, als mechanischer Schutz wirken sollen.It was particularly surprising that the invention makes it possible to produce highly flexible, elastic corrugated Provide sheaths for electrical conductors and waveguides, in addition to good ones mechanical properties such as good strength, elongation and high fatigue resistance are also good have insulating and dielectric properties. So they can be used wherever it's electrical Properties of the sheath matters but they are also useful when they, like z. B. with glass fibers Case may be intended to act as mechanical protection.
Die Poren des verzellten Materials sind sehr gleichmäßig und äußerst fein. Die Homogenität der Zellenstruktur ist nicht nur in Querrichtung sehr gut sondern auch in Längsrichtung. Die Ummantelungen können auch noch auf sehr dünne Leiter aufgebracht werden. Eine Kalibrierung ist im allgemeinen nicht notwendig.The pores of the corrugated material are very even and extremely fine. The homogeneity of the Cell structure is not only very good in the transverse direction but also in the longitudinal direction. The sheaths can also be applied to very thin conductors. A calibration is generally not necessary.
Die Polymeren können bei der erfindungsgemäßen Verwendung mit äußerst einfachen Verfahrenstechniken aufgebracht werden, es sind keine hohen Drucke mehr erforderlich. Auch treten praktisch keine Dichte und Dicke-Schwankungen mehr auf. Der Außendurchmesser bleibt während der Herstellung praktisch unverändertWhen used according to the invention, the polymers can be produced with extremely simple process techniques high pressures are no longer required. There is also practically no density and thickness fluctuations more on. The outside diameter remains practical during manufacture unchanged
Besonders vorteilhaft ist es, daß bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Polymere ohne Zusätze wie Nukleatoren, Blähmittel usw. gearbeitet werden kann, wodurch eine sehr gleichmäßige beständige Ummantelung erzielt wird. Da die Ummantelung sehr dünn sein kann und auch äußerst dünne Leiter ummantelt werden können, ist es möglich, eine Vielzahl von ummantelten Leitern auf engstem Raum zusammenzufassen. Da ein sehr hoher Verzellungsgrad möglich ist, ist das Eigengewicht der ummantelten Leiter sehr niedrig. Die Flexibilität ist ausgezeichnet.It is particularly advantageous that when using the polymers according to the invention without additives such as Nucleators, blowing agents, etc. can be worked, creating a very uniform, permanent coating is achieved. Since the sheathing can be very thin and extremely thin conductors are sheathed it is possible to combine a large number of sheathed conductors in a very small space. There a If a very high degree of corrugation is possible, the weight of the sheathed conductor is very low. the Flexibility is excellent.
Die Polymeren lasten sich zur Ummantelung einer Vielzahl von Leitern verwenden, die bei den unterschiedlichsten Problemstellungen eingesetzt werden. So können Leiter isoliert werden, die zum Transport von Gleich- und Wechselstrom dienen. Sehr vorteilhaft werden entsprechende Wellenleiter auch in der Hochfrequenz-Technik, in der Fernmeldetechnik und bei der Übermittlung von elektromagnetischen Wellen ganz allgemein verwendet. Es können auch hochbiegsame Spulenwicklungsdrähte ummantelt werden. Auch bei Leitern für optische Übertragungsmethoden sind die erfindungsgemäßen Ummantelungen sehr geeignet.The polymers are used to sheath a wide variety of conductors, with the most diverse Problems are used. In this way, conductors can be insulated that are used to transport Direct and alternating current are used. Corresponding waveguides are also very advantageous in the High-frequency technology, in telecommunications technology and in the transmission of electromagnetic waves used quite generally. Highly flexible coil winding wires can also be sheathed. Even In the case of conductors for optical transmission methods, the sheaths according to the invention are very suitable.
Da die Ummantelung äußerst gleichmäßig ist, weisen die Wellenleiter auch ein günstiges Dämpfungsverhalten auf, so daß keine Wellenwiderstandabweichungen auftreten und sehr gute Übertragungseigenschaften erzielt werden.Since the sheathing is extremely uniform, the waveguides also have favorable damping behavior so that no wave impedance deviations occur and very good transmission properties be achieved.
Der Verlustfaktor ist sehr gering, was besonders bei hohen Frequenzen von Vorteil ist. Auch der Verlustwinkel ist günstig. Der Widerstand der Ummantelung ist sehr gut.The loss factor is very low, which is particularly advantageous at high frequencies. Also the angle of loss is cheap. The resistance of the jacket is very good.
Ein Aufheizen des Leiters vor dem Aufbringen der Ummantelung ist nicht erforderlich.It is not necessary to heat the conductor before applying the sheathing.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples.
Von einem Extruder werden über eine Dosierpumpe 360 Gramm pro Stunde aufgeschmolzenes Polypropylen in einen Mischer gebracht. Gleichzeitig werden über eine zweite Dosiereinrichtung 840 Gramm pro Stunde N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)-hexadecylamin in einem Erhitzer auf 145°C vorgewärmt und ebenfalls dem Mischer zugeführt.360 grams of polypropylene per hour are melted from an extruder via a metering pump put in a mixer. At the same time, a second metering device dispenses 840 grams per hour N, N-bis (2-hydroxyethyl) hexadecylamine preheated in a heater to 145 ° C and also the Mixer fed.
Bei einer Mischerdrehzahl von mindestens 200 u/min und einer Temperatur von 220—240°C wird die Masse homogenisiert. Mittels einer Zahnradpumpe wird die Masse in das auf 180 bis 200°C heiße Ummantelungs werkzeug geleitet.At a mixer speed of at least 200 rpm and a temperature of 220-240 ° C, the mass becomes homogenized. Using a gear pump, the mass is poured into the casing, which is heated to 180 to 200 ° C tool guided.
Hier wird der von einem Abwickelgerät ablaufende Draht während des Durchzuges durch eine Düse mit der schmelzflüssigen Masse umhüllt.Here, the wire running off an unwinding device is fed through a nozzle with the encased molten mass.
Bei einer Durchgangsgeschwindigkeit von 10 m/min wird nach Passage einer Luftstrecke von 5—10 mm der Draht in ein Wasserbad geleitet, in dem die Ummantelung erstarrt.At a throughput speed of 10 m / min, after passing through an air gap of 5–10 mm, the Wire placed in a water bath, in which the coating solidifies.
Einem nach Beispiel 1 erhaltenen Rohkabel wird das noch anhaftende Verzellungsmittel in einem Soxhlet durch Extraktion mit Alkohol entfernt.In a raw cable obtained according to Example 1, the flanging agent still adhering to it becomes in a Soxhlet removed by extraction with alcohol.
Ein gemäß Beispiel 1 erhaltenes Rohkabel wird kontinuierlich durch eine Serie von Ultraschallbädern geleitet, die jeweils mit Alkohol als Badflüssigkeit gefüllt sind. Nach 6 bis 8 Badpassagen von jeweils 3 Minuten Durchlaufzeit ist das Verzellungsmittel herausgewaschen. A raw cable obtained according to Example 1 is continuously passed through a series of ultrasonic baths which are each filled with alcohol as bath liquid. After 6 to 8 baths of 3 minutes each Throughput time, the fluffing agent is washed out.
Die Entfernung der Verzellungsmittel gemäß Beispie! 2 oder 3 wird anstelle von Alkohol mit Methylenchlorid durchgeführtThe removal of the fluffing agent according to the example! 2 or 3 is used instead of alcohol Methylene chloride carried out
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 230 238/4011 sheet of drawings 230 238/401
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