DE1006918B - Verfahren zur Herstellung mit schaumfoermigen Kunststoffen isolierter elektrischer Leiter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, daß man elektrische Leiter, z. B. Kabel oder Drähte, mit gequollenen oder gelösten Kunststoffen umspritzen und durch Verdampfen des Quellungs- bzw. Lösungsmittels Kabelisolierungen aus schaumförmigen Kunstharzen herstellen kann. So wurde beispielsweise empfohlen, Polystyrol in Aceton quellen zu lassen und aus der so gewonnenen, bei Raumtemperatur leicht fließenden Masse nach dem Spritzgußverfahren elektrische Leiter zu umhüllen und anschließend die noch nicht porösen Kunstharzmassen durch Einwirkung von Wärme aufzuschäumen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Lösungsbzw. Quellungsmittel in großer Menge und verhältnismäßig schwacher Bindung von den Kunststoffen aufgenommen werden. Beim Aufschäumen der das Lösungsmittel enthaltenden Massen, z. B. beim Eintauchen in siedendes Wasser, erhält man schaumförmige Kunststoffe mit großen und ungleichen Poren.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß man in eine Schneckenspritzmaschine, in der der Förderraum in der Mitte erhitzt und im vorderen und rückwärtigen Teil gekühlt ist, thermoplastische Kunststoffe, die nicht lösend wirkende Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes enthalten, oder Mischungen aus diesen beiden Komponenten einbringt, diese Stoffe beim Durchgang durch die nur in der Mittelzone geheizte Schneckenmaschine in eine leicht fließende Masse überführt, diese dann vor dem Austritt aus der Schneckenmaschine bis auf einige Grad oberhalb des Beginns ihres Fließbereichs abkühlt, den mit der treibmittelhaltigen, kompakten, porenfreien Masse umhüllten elektrischen Leiter aus der Schneckenspritzmaschine drückt und schließlich die blähfähige Masse, gegebenenfalls nach dem Abkühlen, durch Erwärmen expandiert.

Es ist besonders vorteilhaft, eine Schneckenmaschine zu verwenden, in der sich die Schnecke in einem kleinen Abstand an der Innenwand des Schneckengehäuses vorbeibewegt, z. B. in einem Abstand von etwa 0,5 mm. Ferner ist es günstig, wenn die Zahl der Schneckenwindungen in der Förderrichtung zunimmt. Das Umspritzen der elektrischen Leiter erfolgt in bekannter Weise z. B. dadurch, daß das Kabel durch die in der Längsrichtung durchbohrte Schnecke geführt wird.

Besonders geeignete thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyamide, Polymethacrylester und Polyvinylcarbazol. Geeignete aliphatische Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Petroläther, Hexan, Heptan, Pentan. Ferner können aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden, z. B. Benzol, Toluol, Cyclohexan oder Gemische dieser Kohlenwasserstoffe. Es können Kunststoffe verwendet werden, die die Verfahren zur Herstellung

mit schaumförmigen Kunststoffen

isolierter elektrischer Leiter

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dr. Fritz Stastny, Weinheim (a. d. Bergstraße),
ist als Erfinder genannt worden

Treibmittel bereits in homogener oder inhomogener Verteilung enthalten, doch kann man auch Treibmittel und Kunststoffe, die letzten beispielsweise in Form von Körpern oder Perlen, getrennt in die Schneckenspritzmaschine einfüllen. Die thermoplastischen Kunststoffe werden in der geheizten Mittelzone der Schneckenspritzmaschine zu einer plastischen Masse verarbeitet, die in der Gegend des Mundstücks der Maschine auf eine Temperatur gekühlt wird, die nur wenig oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Kunststoffs liegt. Beim Austritt aus dem Mundstück der Schneckenspritzmaschine liegt die Kunststoffmasse als porenfreies, blähfähiges Produkt vor, mit dem man je nach der Form der Düse der Spritzmaschine den elektrischen Leiter in Form einer runden oder bandförmigen Isolierung umhüllen kann. Durch den Zusatz der nicht lösend wirkenden Kohlenwasserstoffe als Treibmittel werden die in der Schneckenmaschine unter einem Überdruck stehenden Mischungen aus Treibmittel und Kunststoff bei ihrem Austritt aus der Düse in einen Raum, der unter Normaldruck steht, nicht porös.

Die Herstellung der porösen Kabelisolierung erfolgt, nachdem die treibmittelhaltigen, nicht porösen Kunststoffmassen bei ihrem Austritt aus dem Mundstück der Maschine auf den Leiter aufgebracht worden sind, durch Erhitzen auf eine Temperatur, bei der der Kunststoff erweicht und expandiert. Hierzu kann man erwärmte Luft, Wasser oder Wasserdampf verwenden. In manchen Fällen ist es auch von Vorteil, das Aufschäumen mit Hilfe von Infrarot- oder Hochfrequenzheizung vorzunehmen.

Durch die Veränderung der verwendeten Menge Treibmittel sowie durch eine Nachbehandlung der aufgeschäumten Kabelisolierung in der Wärme kann das spezifische Gewicht der porösen Masse innerhalb wei-

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ter Grenzen variiert werden. Die porösen Überzüge sind außerordentlich fest und beständig gegen mechanische Beanspruchung, so daß der umhüllte Leiter auch sehr dünn gehalten sein kann. Den blähfähigen Kunststoffmassen können in der Spritzgußmaschine Zusatzstoffe beigemischt werden, z. B. flammhemmende Halogenverbindungen, Farbstoffe, Füllstoffe oder Weichmacher.

Beispiel 1

In eine Schneckenspritzmaschine, deren Schnecke eine Länge von 80 cm hat und in engem Abstand an der Innenwand des Förderraumes vorbeiführt, werden Polystyrolkörner mit 1 bis 2 mm Durchmesser, die 10% Hexan in feiner Verteilung enthalten, kontinuierlich eingebracht. Der Förderraum wird in der Mitte oder an einer dem Mundstück näher gelegenen Stelle auf einer Strecke von etwa 20 cm auf 120° geheizt, während der vordere und rückwärtige Förderraum der Schnecke beispielsweise mit Wasser gekühlt wird, so daß an der Austrittsstelle eine Temperatur von 105° herrscht. Die Düse ist eine 8 mm breite und 3 mm hohe Schlitzdüse. Ein bandförmiger metallischer Leiter wird durch die Schnecke geführt. Das treibmittelhaltige kompakte Polystyrol, das den Leiter umhüllt, wird bei seinem Austritt aus der Schlitzdüse mit kaltem Wasser besprüht, anschließend etwa 5 Minuten mit Dampf von 110° behandelt und dabei aufgeschäumt und schließlich abgekühlt. Man erhält in kontinuierlicher Herstellung einen mit porösem Polystyrol vom spezifischen Gewicht 0,05 überzogenen elektrischen Leiter.

Beispiel 2

In eine Schneckenspritzmaschine, wie sie im Beispiel 1 beschrieben wurde, deren Mundstück aber rund ist und einen Durchmesser von 2,5 mm hat, wird ein Gemisch aus 90 Gewichtsprozent pulverförmigem Polystyrol und 10 Gewichtsprozent Petroläther kontinuierlich eingebracht. Durch die Durchbohrung der Schnecke wird ein Draht von 2 mm Stärke geführt. Der umspritzte Draht wird nach Verlassen der Düse durch einen feuchten Strom kalter Luft gekühlt und anschließend 1 Minute durch einen mit Wasserdampf von 105° erfüllten Raum geleitet. Man erhält auf dem Draht eine geschlossene poröse Umhüllung aus Polystyrol mit hervorragenden dielektrischen Eigenschaften. Durch Verlängerung der Aufenthaltszeit im Dampfraum kann das spezifische Gewicht des geschäumten Kunststoffes vermindert werden; dagegen erhält man durch Abkürzung der Zeit eine Erhöhung des spezifischen Gewichtes, so daß, je nach den gewünschten Anforderungen, das spezifische Gewicht verändert werden kann.

Beispiel 3

In die im Beispiel 1 beschriebene Schneckenspritzmaschine wird ein Gemisch aus 90 Gewichtsprozent pulverförmigem Polymethacrylsäureester, 2 Gewichtsprozent Benzol und 8 Gewichtsprozent Hexan eingeführt. Die Schlitzdüse ist 1 mm hoch und 10 mm breit. Ein Mittelstück des Förderraumes von 15 cm Länge wird auf 125° erhitzt; die Austrittsdüse wird so weit gekühlt, daß das Material schwach plastisch ist. Man erhält bei kontinuierlichem Arbeiten ein Band aus kompaktem Kunststoff, in dem der Leiter eingeschlossen ist. Es läßt sich durch Behandeln mit Wasserdampf in ein 3 mm starkes, endloses, poröses Band vom spezifischen Gewicht 0,08 überführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung mit schaumförmigen Kunststoffen isolierter elektrischer Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Schneckenspritzmaschine, in der der Förderraum in der Mitte erhitzt und im vorderen und rückwärtigen Teil gekühlt ist, thermoplastische Kunststoffe und nicht lösend wirkende Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes oder Mischungen aus diesen beiden Komponenten einbringt, diese Stoffe beim Durchgang durch die nur in der Mittelzone geheizte Schneckenmaschine in eine leicht fließende Masse überführt, diese dann vor dem Austritt aus der Schneckenmaschine bis auf einige Grad oberhalb des Beginns ihres Fließbereichs abkühlt, den mit der treibmittelhaltigen, kompakten, porenfreien Masse umhüllten elektrischen Leiter aus der Schneckenspritzmaschine drückt und anschließend die blähfähige Masse, gegebenenfalls nach dem Abkühlen, durch Erwärmen expandiert.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 629 668.

   © 709 506/307 4.57