DE2022802A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffumhuellung fuer Metalldraehte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffumhuellung fuer Metalldraehte

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DE2022802A1 DE19702022802 DE2022802A DE2022802A1 DE 2022802 A1 DE2022802 A1 DE 2022802A1 DE 19702022802 DE19702022802 DE 19702022802 DE 2022802 A DE2022802 A DE 2022802A DE 2022802 A1 DE2022802 A1 DE 2022802A1
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Description

52- 52£
Anmelder^ Dr.Kurt Herberts & Co., vormals Otto Louis Herberts, 56 Wuppertal-Bärmen, Christbusch 25
Metalldrähte
Sie vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffumhüllung für Metalldrähten
Die Beschichtung von Wickeldrähten, wie sie vornehmlich für elektrotechnische Zwecke (Magnetspulen) verwendet werden, wird ausschließlich durch Beschichtung mit Lack (in Lösungemittel gelöste Bindemittel) vorgenommen. Dabei wird der Lack in mehreren Lagen aufgebracht und anschließend nach Jedem Auftrag im Lacktrockenofen ausgehärtet. Dabei kommen infolge der hohen Anforderungen an die thermische Beständigkeit fast ausschließlich härtbare Stoffe in Betracht.
Der Lackauftrag wird durch Filz- und Düsenauftragaysteme vorgenommen, deren Virkung in der Hauptsache auf Benetzung und Adhäsion beruhen. Dadurch gelingt es (j· nach Drahtdurchmeaser), durch mehrere Auftrüge (4 bis 10) eine Sesamtlaekfilmdicke von etwa 10 bis 100 μ zu erreichen. Die Trocknung und Aushärtung erfolgt durch Konvektion heißer Luft entlang dem beschichteten Leiter und durch den Einfluß dar Infrarotstrahlung der Ofen.
Entscheidender Nachteil dieses Verfahrens i*t die begrenzt· Abzugsgeachtrindigkeit, da dl· Lösung»mittel ohne Blasenbildung nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit aus den Lack
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diffundieren können» Ein weiteren Hadit@il ist d®r hoha Enez gieverbrauch9 der für die Austreibung d@r Lösungsmittel erforderlich ist, sowi® die Vielaahl dar notwendigen Aufträge.
Zur Herstellung dünner Folien Ist das bekannt, wobei ein schlauchförmig- extrudierter Kunststoff durch erhöhten Innendruck aufgeblasen wird, so daß sich ein© Wandung mit sehr geringer Schichtdicke bildet®
Das Extrudieren von thermoplastischem Material als ■von KaMn1 wobei durch einen Hohldorn das mit gleicher Abzugsgeschwindigkeit bewegte Kabel mit■©inen lunststoffüberzug versehen wird, findet allgemein Anwandung (BHP 1 044 916)»
Bei Schichtdicken unterhalb 100 μ,- die nach diesem Yerfafexen aufgebracht sind, macht man jedoefe, di® Irfahrung, daß der überzug stellenweise unt©rlbro©h©n ißt und d@n Braht in unregelmäßiger Schichtdicke umfaßt»
Desgleichen ist bekannt (BKP 1 033 296), Säbel -zum Zwecke der Materialeinsparung mit einer dünnen thexa©plastischen lunststof f hülle zu umgehen, derart, daß das Säbel mit Abzugsgeschwindigkeit gegenüber dem «xtrudiert©n plasten abgezogen wird·
Demgegenüber beasweckt die vorliegende Erfindung weder ein® Materialeinsparung durch Herabsetzung der Schichtdicke der Kunststoff hüll·, noch überhaupt di® Verwendung von fhermo» plasten· Der vorliegenden Erfindung liegt vielmehr die Aufgabenstellung zugrunde, ©in ferfahren zur Herstellung von Kunststoff Umhüllungen für Metalldraht θ zu finden, bei <ä@m mit erheblich höherer Geschwindigkeit als gemäß dem oben beschriebenen Laokauftragsverfahren gearbeitet werden kann, wobei jedoch im Gegensatz zu den b®teimt«& Sxtr-usioneverfahren ein hoohwärmebestindiger Überzug erhalten wird·
- 3 ■-109348/162 2 ^BAD ORIGINAL
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff umhüllung für Hetalldrähte, bei dem ein Schlauch aus Kunststoff mit einer gleichbleibenden Wanddicke in Umfangs- und Längsrichtung auf einen Hohldorn ausgespritzt wird, und wobei der Draht mit einer höheren Geschwindigkeit abgezogen wird ale der konzentrisch zum Draht ausgespritzte Schlauch, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kunststoff durch einen beigemischten Katalysator und/oder durch Einwirkung von erhöhter Temperatur und/oder energiereicher Strahlung härtbar ist.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit besonderem Vorteil anwendbar auf die Herstellung von Kunststoffum- hüllungen auf Metalldrähten mit einem Querschnitt von weniger
ο
als 7 mm und Schichtdicken unter 100 μ ·
Es ist außerordentlich überraschend, daß selbst bei Drähten
unter ο,2 ram Querschnitt gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eine einwandfreie Isolierschicht von etwa 10 bis 20 μ Schichtdicke erreicht werden kann, bei gleichseitiger Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit um den faktor 10 bis 20. Bei Anwendung der zur Lackierung von elektrischen Drähten bisher praktisch ausschließlich angewandten oben beschriebenen Lackierverfahren ist beispielsweise nur eine maximale Abzugsgeschwindigkeit von 20 bis 30 m/min für einen Kupferdraht von 1 mm Durchmesser zu erreichen. Kach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die Abzugsgeschwindigkeit z.B. für den gleichen Orahtdurohmesser größer als 300 m/min. Siee wird insbesondere dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung härtbare Kunststoffe verwendet werden, die vornehmlich auf Basis von Polyaddition-, Polymerisations- oder Polykondensatlonsreaktionen aushärten, dabei jedoch nicht oder nur in geringem Umfang flüssig· oder gasförmige leaktionsprodukte freisetzen.
Durch diesen außerordentlichen technischen Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es beispielsweise möglich,
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das Verfahren zur Umhüllung &©r Metalldrillt© in unmittelbares Anschluß an die Herstellung der Metalldraht© durchzuführen·
Es ist weiterhin bevorzugt, dall der Draht vor dem umhüllen gemäß dem Verfahren der Erfindung auf ©rhöht© f©mperaturen erhitzt wird. Es ist bekannt9 Kabel vor der Beschichtung zu erwärmen, um ein® fest anliegend® thermoplastisch© Kunststoffhülle zu erreichen» CJemiB der vorliegenden Erfindung dient die Wärmeenergie des BraSrtees vornehmlich dazu, den die Umhüllung bildenden Kunststoffauszuhärten«, Die Merfür erforderliche Wärmeenergie wird also gemäß dieser ©eirorsugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung durch den vorher erwärmten Draht geliefert. Sie Erwärmung des Brahtes kann aber auch zweckmäßig sein, um ein teilweises Erweichen oder Anschmelzen der Kunststoffumhüllung zu bewirken, wodurch diese besonders fest an dem Draht haftet. Es ist dabei naturgemäß darauf zu achten, daß dl® Erwärmung nicht so stark ist, daß der Kunststoffschlauch absohmilzt und vom Draht abreißt. Es kann zusätzlich zweckmäßig sein, daß nach dem Verlassen des Spritzkopfes die Kunststoffumhüllung durch zusätzliche Wärmeeinwirkung oder energiereiche Strahlung ausgehärtet wird.
Als Kunststoff kommen für das Verfahren der Erfindung an sich bekannte, zur Herstellung von Oberzügen geeignete duroplastisch aushärtende Kunststoffe in Betracht, die durch einen beigemischten Katalysator, durch Temperatur oder energiereicb.® Strahlung härtbar sind. BIe Stoffe müssen im flüssigen oder plastifizierbaren Zustand vorliegen und werden als Ein- oder Mehrkomponenten-Harz zum Mischkopf, in dem eine ¥orreaktion stattfinden kann, oder einer vorgelagerten Hisehstrecke durch geeignete Fördermittel geführt. Insbesondere bei flüssig vorliegendem Harz dient die Reaktionastrecke zweckmäßig dazu, den Kunststoff ganz oder teilweise vorreagieren zu lassen und am Spritzkof die notwendige Sprit«viskosität zu erhaltene
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Bei Einkomponenten-Harzen (Harze, die schon mit einem Sfcalys at or versehen sind) muß darauf geachtet werden, daß die Spritzkopftemperatur, mit der die Spritzviskosität eingestellt wird, unterhalb der Reaktionstemperatur liegt« Es ist z.B. auch möglich, die Spritzviskosität über den Vordruck zu regeln, und zwar durch Messung des Vordrucks, der seinerseits auf die Misch- und Keaktionsstreeke durch Regelung der Katalysatorzugabe, der !!temperatur und der Strahlung einwirkt,
Um zwischen der Kunststoffhülle und dem Leiter eine innige Verbindung zu schaffen und mögliche störende Lufteinschlüsse zu vermeiden, wird zweckmäßig gemäß der vorliegenden Erfindung ein Unterdruck im Spritzkopf hergestellt. Der Druck bzw. der Unterdruck, der angewandt wird, um die Umhüllung auf dem Draht festzulegen, ist in für den Fachmann leicht zu ermittelnder Weise den sonstigen Verfahrensbedingungen anzupassen, d.h. es kann durch einfache Versuche ggf. festgestellt werden, welcher Druck bzw· Unterdruck erforderlich ist, um die gewünschte gleichmäßige Umhüllung des Drahtes zu erzielen.
Als Metalldrähte im Sinne der Erfindung werden nicht nur solche mit kreisförmigem Querschnitt, sondern auch sogenannte Profildrähte verstanden.
Wie bereits anfangs ausgeführt wurde, wird gemäß dem Verfahren der Erfindung der Draht mit erhöhter Geschwindigkeit abgezogen, als der Schlauch ausgespritzt wird. Das Verhältnis «wischen. Abzugsgeschwindigkeit des Drahtes und Ausspritzgesohwindigkeit des Schlauches kann gemäß dem Verfahren je nach den sonstigen Bedingungen, insbesondere der gewünschten Wandstärke der Umhüllung auf dem Draht und dem Düsendurchmesser erhöht werden. Insbesondere dann, wenn sehr feine Drähte mit einer Bear dünnen Umhüllung versehen werden sollen, wird es zweckmäßig sein, aus Gründen der Herstellung der Hohldorne solch· mit nicht zu dünnen DüsenaustrittsachiltBen su versehen und
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die Wandstärke &®r Umhüllung wlkrond d@x> Ausführung d®s Verfahrens dadurch hsrabsusttaeiij ümB der BraJat mit höherer Geschwindigkeit ®bg@s©§g©:a als d©2? Schlauch aus spritzt wird« Xn diesem Siirn© feaffia di@ Absaugs des Drßiites belspielswQis® etwa Sülnmal so groß al® di@ spritzgesohwindigkeit des Schlauches s@ia0
Von "besonders großer technischer B©dL©utung is.t tos Vorfahr gemäß d®r Erfindung sur Herst ©llung ·ψο& isolierten el©kta?i schen Leitern«
Ein© geeignet© Ansfüfemiafg für ©ia©a
fahren der Erfindung ist in d©s? "bsiIi©g©n<d@n Zeichnung A¥ib>o1 beispielsweise dargestellte Biose Zeickrauag ist in seheaati-» scher Barstellimg ein Querschnitt dureii den Scferuderkopf mit Hohldorn, In der geichnung ist 1 di® öffnung für di© Zuführung des asu exfcrudierenden lunatstoffmatsrialso Ber ¥@rfeailerkanal im Extruderkopf ist mit 2 l>©ü@iolm©ts, B®r raige DUssnauBtritt des Hohldomes is% ait 3 und die für die Ifolienfoil&ung mit 4 Tbeaeiehnato li© Zuleitung $ führt »um Unterdruckrmum 7« β ist &©%■ beschichtete
Abb· 2 ist die sohesiatisch® Daaratelluagg einer Anlage für dl®
nenten-Kftrs gemäß dem
ist mit 8 b©s©leta®t« Ik lisetor 9 b@£i&Äet sish welle 10, die durch einen Hotos? 11 angeteisiben wird© Bi© H®rs™ Komponenten werden aus den B©MIXt@ra. 13 v&iä 12 durch dl® Pumpen 14 uM 15 in d®a liselilsöpf |«!BM@rt« Et 16 ist Druckaufnehsar 1>©i8«i©lija©i?, ä.@r Ü1>or d®a l@@i®s? 17 ubH di© Heizung 18 di® Yiskosittt In %ritsk@pf r@^,to
Wie bereite
gegenüber d®3?
Lackbeschichtung von elektrischen Leitern die technisch außerordentlich bedeutsamen Vorteile, daß die Abzugsgeschwindigkeit erheblich auf Werte erhöht werden kann, die bei den bekannten Verfahren überhaupt nicht in Erwägung gezogen werden können· Dadurch, daß der extrudierte Kunststoff kein Lösungsmittel enthält, entfallt der damit bei der Lackbeschichtung verbundene Material- und Energieverbrauch. Auch ist es möglich, das Verfahren der Erfindung organisch in eine Drahtziehstraße einanbauen. Dies ist bei den Lack-Beschichtungsverfehren nicht möglich, da die Abzugsgeschwindigkeiten bei Drahtziehstraßen ' ein Vielfaches der Abzugsgesohwindigkeit bei einer Lackbeschichtung betragen. Da aber, wie bereits ausgeführt, die Abzugsgeschwindigkeit beim Ver&hren der vorliegenden Erfindung sehr hoch sein kann, ist eine Kombination mit einer Drahtziehstraße möglich. Dadurch wird vermieden, daß der gezogene Draht erst aufgespult werden muß, um dann in einem zweiten Arbeitsgang mit vergleichsweise sehr viel niedrigerer Geschwindigkeit lackiert zu werden·
Bevorzugte Kunststoffe, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise vernetzbare Thermoplaste wie Polyäthylen, das thermoplastisch extrudiert und anschließend durch Elektrodenstrahlhärtung in den vernetzten Zustand überführt werden kann, oder Reaktionsprodukte von einem Polyisocyanat mit einem geeigneten OH-gruppe&haltigen Polyester oder Polyester, aufgebaut unter Verwendung ungesättigter Verbindungen, wie Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid und Fumarsäure oder den Bald-Heterozyklus enthaltende Polykondensate, die durch Umesterung unter Abspaltung eines flüchtigen Biols thermisch ausgehärtet werden·
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Claims (7)

  1. Patentansprüche:
    ΐ· Verfahren zur Herstellung einer Enaststoffumhüllung für Metalldrähte, bei dem ein Schlauch aus Kunststoff mit einer gleichbleibenden Wanddicke in Umfangs- und Längsrichtung auf einen Hohldorn ausgespritzt wird,, und wobei der Braht mit einer höheren Geschwindigkeit abgezogen wird als der konzentrisch zum Dreht ausgespritzte Schlauch, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch einen beigemischten Katalysator und/oder durch Einwirkung von erhöhter temperatur und/oder energiereicher Strahlung härtbar ist·
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Reaktionsetreck© der duroplastisch härtbare Kunststoff ganz oder teilweise vorre agieren, gelassen wird,, bis er die gewünschte Spritsviskosität erhalten hat«
  3. 3· Verfahren nach Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Mehrkomponenten-Kunststoffen vor dem Verlassen des Spritzkopfes diese einem Mischkopf züge» führt werden, in dem eine Vorreaktion stattfinden kann.
  4. 4-. Verfahren nach Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzkonsistenz durch Messung des Vordruckes, der seinerseits auf die Misch- und Reaktionsstrecke durch Regelung der Katalysatorzugabe und/oder Temperatur und Strahlung einwirkt, geregelt wird.
  5. 5· Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht vor der Beschichtung auf erhöhte Temperatur erhitzt wird.
  6. 6· Verfahren nach Ansprüchen 1-5* dadurch gekennzeichnet,
    - 9 ^AD ORIGINAL 109848/162? .
    dcif> der Kunst stoff ilia durch Anwendung von Unter- bzw» Überdruck in innigen Kontakt mit dem !Leiter gebracht wird.
  7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verlassen des ßpritzkopfeo die Kunütotoffumliiillung durch zufjätzliche Wärmeeinwirkung odsr eii.argie.reiche Strahlung ausgehärtet wird.
    S. Verfahren nach Ansprüchen 1-7» dadurch gekannzeichnet, daß ein Kunststoff verwendet wird, dec keine bei der Aushärtung freiwerdende oder zu entfernende Lösungsmittel und/oder Gase enthält.
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