DE2255473A1

DE2255473A1 - Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen gegenstaenden, insbesondere ueberzuegen fuer elektrische kabeln

Info

Publication number: DE2255473A1
Application number: DE2255473A
Authority: DE
Inventors: Hyogo Amagasaki; Hideo Fujita; Kiyoshi Furukawa; Kozo Hachisuka; Kei Kobayashi; Tsutomu Matsutani; Hiroshi Nakazawa; Akiyoshi Takano; Nagano Ueda; Shiro Yonekura
Original assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsuba Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsuba Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1971-11-11
Filing date: 1972-11-13
Publication date: 1973-08-09
Also published as: AU4874772A; DE2255473B2; FR2159533B1; FR2159533A1; AU469463B2; IT974824B

Description

9.11 . 1972 IG/du

1. DAHTIGHI- NIPPOlT CABLES, LTD. :Nr. 8, ilishino-ChoJIigashi llukaijima, AmHgBSaICi-SlIiJiIyOgO, Japan»

2. HITSUBA MFG CO., LTD.: Nr. 1-1, Koyarna 5-Cliome, Shinagawa-Ku Tokyo, Japan.

Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Gegenständen, insbesondere Überzügen für elektrische Kabeln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Gegenständen ,insbesondere von 'Überzügen für elektri- ' sehe Kabeln,

Diese sind mit gehärtetem Gummi, Kunststoff oder mit einem mehrschichtigen Schlauch überzogen.

Es ist bereits ein, eine Härtung anwendendes Verfahren bekannt, wobe,i ein. nicht ausgehärteter Gegenstand dadurch gehärtet wird, da/3 er bei atmosphärischer Temperatur in ein Bad von hoher Temperatur -eingetaucht wird, welches folgende Vorteile, verglichen mit dem bekannten Hochdruck- Danipfvulkanisationsverfahren hat:

1j Die benötigte Apparatur ist einfach und 2) die Arbeitsschritte sind relativ einfach.

Es ist bekannt, ein solches iTiederdruckhärtungsverfahrett zur Herstellung von aus Gummi oder Kunststoff bestehenden .Gegenständen tu KVJ ve na on, :<■;. ν;. Tür eine /ensterrahinenpaclamg. Es ist jedoch noch rjiclit ei.iagesetzt worden für die Herstellung von vielschichtigen Gegenständen, wie es elektrische Kabeln sind, die mit ausgehärteten Werkstoffen oder einem Schlauch bemäntelt sind, wolche Sjkw. welcher ,einen mehrschichtigen Aufbau "hat.

Solche- gehärteten Schichten sind notwendig, um- hochwertige eIg-Ictrißciie oder mechanische Eigenschaften zu bekommen. Für diesen Zweck hat sich das Niederdruckverfahren jedoch aus

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folgenden Gründen nicht bewährt: 1) ¥eil in Gummi oder Kunststoff ein.^öf'nn^ene Luft oder Feuchtigkeit nielit vollständig entfernt werde ti kann, sodaß das gewonnene Guiiuui oder der Kunststoff porös bleibt. 2) Feuchtigkeit und andere flüchtige bestandteile in den noch au beschreibenden Korn oder die im

(3er·
Zwischenraum zwischen Kern und ' LTberzugschicht vorhandene Luft werden erhitzt und dehnen sich aus, während ausgehärtet wird, was zur Trennung des Mantels vorn Kern führt.

Um die Bildung von Poren im Erzeugnis beim Niederdruckverfahren zu■vermeiden, ist ein Verfahren bekannt, wobei Gummi oder Kunststoff Calciuajxyd zugesetzt wird, um■Feuchtigkeit'uu absorbieren, cH.e sonst Bläschen bildet. Dn jedoch die Verbindung außer der 'Sonc'ht i ;:':.oit verschiedene flüchtige Bestandteile enthält, die Calciu^vioxyd nicht absorbieren kann, verhindert das bekannte Verfahren nicht die Bildung von Leerstellen im ausgehärteten iurzeiignis, welche auf die flüchtigen Bestandteile zurückgeführt ι erden, i£±n anderes Verfahren, Leerstellen, zn vermeiden, besteht darin, einen belüfteten, eine einzige Spindel aufweisenden Extruder-'^ verwenden, der eine Trommel mit einem Luftloch aufweist, wie z.U. beschrieben bei O.W. Baumgarten, Kautschuk und Gummi, 1S) (8), Seite ^9^» 19^6» Es hat sich aber erwiesen, daß dieses Verfahren vollständig ungenügend für die Entfernung von Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteilen ist, die in Gummi oder Kunststoff vorhanden sind und daß es ferner schwierig ist, ,mehrschichtig geformte Erzeug- , nisse mit hinreichend großer Porenfreiheit danach herzustellen.

Die Erfindung bezweckt einmal, ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Gegenstände anzugeben, wobei ein Kern mit nicit ausgehärtetem Gummi oder ,Kunststoff schichtf örniig überzogen ist, der Kern erhitzt wird und das Aushärten durch einen Heizstoff, ζ. Ϊ3. eine geschmolzene eutektische Mischung von anorganischen Salzen, bei atmosphären Temperatur erfolgt.

Erf indugsgeniäß wird vorgeschlagen, daß eine erste, nicht ausgehärtete Gummi- oder Kunststoffverbindung in einer Vakuum-

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kammer mit Hilfe eines ersten Extruders extrudiert wird, die extrudierte Verbindung dieser liammcT, mit Hilfe eines Schneid— Werkzeuges verlcleinert oder auf geschlitzt wird, die aufgeschlitzte Vex-bindtrng übet" einen Zufüiirungstrichter, einem zweiten Extruder zugeführt wirxi, wobei die aufgeschlitzte Verbindung unter vermindertem Druck gehalten wird, die Verbindung mit Hilfe eines zweiten Extruders, uki einen Kern herum extrudiert wird, der vorher getrOc'Oiet und geheizt war, daß der bemäntelte Kern olme Biegewirkung einer Härtung svOri-ichtuiig. zugefülirt wird, welche auf erhöhter Temperatur gehalten wird_s in welcher der nicht ausgehärtete Gummi- oder Kunststoffinantel um den Kern, geheist und ausgehärtet wird, wobei, solche erste und zweite Extruder verwendet werden, daß die Summe des Verhältnisses L/D des ersten Extruders und des Verhältnisses L/D des zweiten Extruders nicht 2k übersteigt. " " .

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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert« Es zeigen;

Fig. 1 eine schematische Anordnung der Bauteile für das
Herstellungsverfahren eines beschichteten Kabels mit gehärtetem Gummi oder Plastikmantel»

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Extruders E gemäss Fig,1.

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Kreuzkopfes, dör mit
einem langflächigen Werkzeug und mit einem langflächigen Düsen-Ansatzstück versehen ist.

Fig. h ist ein Schnitt nach Liniel-I der Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt einer Härtungsvorrichtung gemäß der Erfindung. .

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Zuführungsteiles.

Fig. 7 eine vordere Seitenansicht einer anderen Härtuiigs-Vi rrichtung»

Fig. 8 einen Schnitt nach Linie II - II der Fig. 7.

Fig. 9 eine vordere Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Härtungsvorrichtung·

Flg. 1o eines Schnitt nach Linie III- III der Fig. 9.

Aus Fig· 1 ist ersichtlich, daß ein von der Trommel A zugeführter Kern W durch die Trocknungs- Heizvorrichtung B geführt wird, bevor er einem Kreuzkopf D eines Extruders E zugeführt wird, in
welchem der Kern vollständig getrocknet wird, üblicherweise .ei
einer Temperatur über 9o C. Dann wird der getrocknete Kern durch eine zusätzliche Heizvorrichtung C geführt, in welcher die Kernoberfläche -beheizt wird, regelmässig bei einer' Temperatur,

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nicht niedriger als diejenige, welche So C unter '-der-Härtungs«» ■ temperatur liegt. Der beheizte Kern wird sofort in den Kreuzkopf D eingeführt. Wie nachfolgend im einzelnen dargelegt _g er« folgt eine Behandlung durch Hartem im Härtebad Fj .ein wahlweises Wasptten im Waschbereich G und Aufwickeln auf eine Haspel H. '■ ■ ' -

" ■ " - Jr.

Für'einen Fachmann ist- ersichtlich, daß man dieses Verfahren effektiv zum Beschichten jeglichen. Kernmaterials verwenden kann₀ Beispiele für Kernmaterialien_}die üblicherweise mit Kunststoff oder Gummi im Massenverfahren beschichtet werdenj sind elektrische Leiter, wie verlitzte blanke Leiter _t ein mit. einer Schicht aus einem Gummimantel oder Kunststoff bedeckter Leiter,wie ver·= litzte oder gesponnene Stränge oder Kabel aus einer Mehrzahl von ^ isolierten Leitern mit oder ohne Jutefüllung₀ Dazu gehören auch Schlauchkerne, wie rohrförmige Körper aus gehärtetem Gummi oder Kunststoff oder gleiche, aber mehrschichtige Körper_s die zwischen den Schichten ein Federelement enthalten können₀ Ss ist ersieht« lieh, daß man viele andere Kernwerkstoffe für dieses Verfahren einsetzen kann. ·

Das Trocknen des Kernes in der Trockenvorrichtung B sollte hinreichend erfolgen, soda.6_s wenn der Kern während des nachfolgenden Ileizvorganges beheizt wird, die Mängel des aus dem Kern freiwerdenden Gasos herabgesetzt würdejg.,, Ist der Kern in der Vorrichtung B ungenügend getrocknet} Sofern der Kern W mit einer Schicht aus Gummi oder Kunststoff bedeckt ist und dann in den Aushärtungstrog eingeführt wird, so wird der Hantel bzw, die Scl-icht durch Gase, die zwischen Kern und Schicht entstehen,

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gelöst, bzw. getrennt. - 6 - -

Die Trocknungszeit in der Vorrichtung B hängt wesentlich von verschiedenen Parametern wie von der Zusammensetzung und eier Größe des Kernes oder von der Trocknungstemperatur ab. Zum Beispiel bei Kernen, die eine Jutefüllung enthalten, das reichlich Feuchtigkeit oder öl enthält, ist die Trocknungazeit ungewöhnlich, d. h. 2 bis 24 Stunden bei 90° C oder 40 Minuten bis 2 Stunden bei 105° C oder 5 bis 10 Minuten bei 100 G. In dem Falle, wenn der Leiter mit gehärtetem Gummi oder Kunststoff isoliert ist, beträgt die Trocknungszeit 1 bis 3 Stunden bei 90° ö, 20 Minuten bis 1 Stunde bei 105° 0 und 1 bis 5 Minuten bei 180 G. Je höher die Trocknungstemperatur des Kernes j desto kurzer die Trocknungszeit. Da jedoch eine au. hohe Trooknungstemperatur den. Zerfall des Kernes bewir-kt, sollte die Trocfcnungstemperatur vorzugsweise nicht mehr als 200° G betragen. Dieser Wert ist jedoch unter-' schiedlich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kernes.

Überschreitet die Troeknungszsit eine Stunde, ist es zweckmäßig, den Kern satzweise statt kontinuierlich gemäß Fig. 1, zu trocknen. Der Kern kann bei einer unterhalb 90° G liegenden Temperatur vorgetrocknet werden, und dies führt zu einer Abkürzung der Trocknungszeit in der Vorrichtung B.

Im Zusammenhang mit der Erfindung kann der folgende Versuch zur Prüfung verwendet werden, ob der Kern hinreichend trocken ist. Eine vorbestimmte Länge, vorzugsweise ein Meter oder mehr, des getrockenten Kernes wird abgeschnitten, und man dichtet sofort an beiden Enden die Schnittflächen.ab. Dann wird der

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Kern 30 Minuten lang bei 90° 0 erhitzt und der Gewichtsverlust des Kernes "bestimmt. Beträgt der Gewichtsverlust nicht mehr ' als 0,1 fo des Gesamtgewichtes des Ee rnab schnitt es vor dem Beheizen, kann eine volle Trocknung angenommen werden. .

¥/enn die Oberflächentemperatur des Kernes, der in den. Kreuzkopf D eintritt, niedrig ist, kann zwischen der Kernoberfläche und der Gummi- oder Kunststoffschicht eingeschlossene Luft sich während der Härtung ausdehnen, was die Gefahr erzeugt, daß die Schicht vom Kern gelöst werden kann. Vorzugsweise soll deshalb der Kern, zumindest an seiner Oberfläche^ durch eine zusätzliche Heizvorrichtung C auf eine Temperatur erwärmt werden, die nicht niedriger liegt, als die Temperatur, die um 90° G,'vorzugsweise um 60° C, unter der Härtungstemperatur liegt. ■

Wenn das Trocknen des Kernes in der Vorrichtung B bei hoher Temperatur erfolgt, wenn demgemäß der Kern Tollständig getrock-

net ist und die Oberfläche des Kernes auf eine Temperatur ansteigt, die größer ist als diejenige Temperatur,, welche um 90 C niedriger als die Hartungstemperatur liegt, ist die Zusätzliche Härtung des Kernes, durch Vorrichtung G nicht erforderlich.

Trocknungsvorrichtung B und die zusätzliche Trocknungsvorrich-· tung G könne eine einzeln an sich bekannte Bauweise haben,^: z. B. als Heißlufttrockner, Infrarottrockner oder elektrischer ■ Heizkörper. Bs wird bevorzugt heiße, insbesondere getrocknete-Luft verwendet, die kontinuierlich zugeführt wird oder in der

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Vorrichtung zirkuliert. Das Trocknen und die zusätzliche Beheizung kann an einer oberhalb der Härtungstemperatur liegenden Temperatur erfolgen, da die ungehärtete Schicht noch nicht vorliegt. Der getrocknete und auf eine hohe Temperatur erhitzte Kern W wird dann in den Kreuzkopf D eingeführt, wenn eine Feuchtigkeitsabsorption oder' ein Temperaturatifall im Kern vor Erreichen des Kreuzkopfes D erwartet werden kann, wird vorzugsweise ein Bauteil verwendet, um die Reabsorption der-Feuchtigkeit und den Temperaturabfall· am Kern zu vermeiden, wie ein Heißlufttunnel zwischen der Vorrichtung G und D.

Kern W ist mit einer nicht ausgehärteten Verbindung aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder Kunststoff oder aus einer Mischung hiervon, bedeckt. Verschiedene Gummisorten und Kunststoffe können verwendet werden, und einem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ist ersichtlich, daß man solche Werkstoffe erfindungsgemäß anwenden kann, soweit als diese ejttrudiert und gehörtet werden können...

Als Beispiel für verschiedene Gummi- und Kunststoffwerkstoffe, die erfindungsgemäß benutzt werden können, sind das Diengummi, z. B. das natürliche Gummi, Butadiengummi, litrilgummi, Styrenbutadiengummi, Polyisoprengummi und dergleichen, Polyolefine wie z. B, Äthylenpropylen, Kopolymere, Äthylen« Propylen-Dien-Terpolymere, Polyäthylen, Äthylen-Vinyl-Azetat, Äthylen-Ethyl-Acrylat, Butylgummi und dergleichen, halogenisierte Polymere wie z. B. Chlorpolyäthylen, chlorschwefeliges Polyäthylen, Epichlorohydringummi, Polychloropren, verchlortes Butylgummi, verbromtes Butylgummi und dergleichen, Polysulfid-

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gummi wie Thiοοalgummi und dergleichen und anorganische Polymere wie Silikongummi und dergleichen. Auch kann man, je nach Einzelfall, Mischungen dieser Verbindungen'verwenden.

Es bedarf auch keines besonderen Hinweises darauf, daß der' ungehärtete Gummi oder die Kunststoffverbindung regelmäßig Additive 'enthält, je nach Einsatzgebiet, .z_a B. Füller, Pigmente und dergleichen. Solche Zusätze sind erfindungsgemäß nicht neu, sondern handelsüblich,- können aber bei der Erfindung mitverwendet werden. ^:

Anhand Pig. 2 wird beschrieben, wie die nicht ausgehärtete Verbindung extrudiert wird, während feuchtigkeit und andere gasförmige Bestandteile entfernt werden. Die nicht gehärtete Verbindung wird in Form dünner Garne, Kordfaden oder dergleichen in eine rechteckige Vakuumkammer 3 mit Hilfe des ersten Extruders 1 extrudiert, der mit einer Schraube, einer Schnecke oder dergleichen 13 und einer Brechplatte 12. versehen ist, deren stirnseitige Oberfläche 11 zur Vakuumkammer zugewandt ist. Das extruaierte Gut wird sofort durch ein in der Vakuumkammer- vorhandenes umlaufendes Werkzeug 2 aufgeschlitzt, das gegenüber der Stirnfläche 11 der Platte 12 sich befindet. Werkzeug 2 ist an eine rotierende Welle 21 befestigt, welche durch die Wand 24 der Vakuumkammer 3 sich erstreckt . und wird durch einen Motor M über einen Riemen 29und eine Riemenscheibe 26 angetrieben. Welle 21 wird durch ein Lager abgestützt, das durch die Seitenwand 24 der Vakuumkammer 3 durch Bolzen gehalten wird. Lager 23 ist durch einen Arm 27

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gestützt, der an ein (nicht dargestelltes) Basisteil des ersten Extruders 1 befestigt ist. Es ist eine Abdichtung 35 vorhanden. Der Abstand zwischen Schneidwerkzeug 2 und Platte 12 kann durch Drehen einer Einstellschraube 25 geändert werden, welche in das rückwärtige Ende des Lagers 23 eingeschraubt ist, so daß ein Vorsprung 22 bewegt wird, der auf der Welle 21 vorhanden ist, oder um die Schraube vom Vorsprung zurückzuziehen. Durch eine nicht dargestellte Pumpe wird die Vakuumkammer 3 evakuiert. Die Pumpe steht mit einer Ausgangs-Öffnung 31 in Verbindung. Der Druckabfall in der Kammer 3 während der Arbeit wird durch ein Meßelement 33 angezeigt. Die extrudierten Kordfaden werden durch ein Schneidwerkzeug wie in Messer 2 in feir-.Flocken zerschnitten, und die Flokken fallen auf eine Zuführungswalze oder dergleichen 42 am Boden der Kammer 3. Walze 42 befördert die Flocken in einen zweiten Extruder 4, der mit einer Schraube oder Spindel 43, einer Brechplatte 45 und einem Kreuzkopf D versehen ist. Walze 42 oder eine andere Zuführungsvorrichtung im Zuführungsabschnitt 41 des zweiten Extruders dient effektiv dazu, besonders solche Flocken in den aweiten Extruder zu transportieren, welche zum "Brückeneffekt" neigen, d. h. im Zufuhrungsraum Klumpen bilden oder zusammenhaften.

Die Flocken haften an der Innenwand der Vakuumkammer 3. Ein Blatt 34 aus Polytetrafluoräthylen, befestigt an die Innenfläche der Vakuumkammer 3, dient wirksam dazu, solche Adhäsion zu verhindern. Anstelle dieses Blattes können andere Verfahren verwendet werden, um die Adhäsion von Gummi oder

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Kunststoff 2α vermeiden, ζ. B. ein Blatt, das .mit. Silikongummi beschichtet ist, oder man verwendet Silikonöl statt des Polytetrafluoräthylenblattes. ·

Während ihres Aufenthaltes in der Vakuumkammer 3 werden die Flocken getrocknet and anter niedrigem Brack entgast. Das Trocknen and Entgasen erfolgt schneller and vollständiger, wenn die Dicke der Flocken klein, das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen der Flocken groß ist. Jedoch ist die Dicke der Flocken vorzugsweise nicht mehr als 4-0 Mikron, insbesondere nicht mehr als 20 Mikron» Die Größe des Vakuums in der Vakuumkammer 3 ist vorzugsweise so hoch wie möglich, am ein gates Trocknen and Entgasen za gewährleisten. Üblicherweise wird in der Kammer 3 ein Druck von etwa 1 mmHg oder weniger verwendet, vorzugsweise etwa 50 mmHg oder weniger.

Für die meisten Vierkstoffe, die üblicherweise in einem Extrasionsverfahren um,den Eern herum verwendet werden, wird die Aufenthaltszeit in der Vakuumkammer geeignet so aasgewählt, daß sie zwischen 0,5 bis 20 Sekunden beträgt. Regelmäßig wird diese Zeit etwa 2 bis 10 Sekunden betragen. Für einen Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, daß der Wert dieser Größen stark, insbesondere nach oben, schwanken kann und daß verschiedene Parameter, wie die Größe der Flocken, die Höhe des Vakuums, die Größe der Oberfläche etc., in geeigneter V/eise verändert werden können, um die Behandlung in der Vakuumkammer mit verschiedenen geeigneten Zeiten zu gestatten.

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Um ferner die Flocken innerhalb kurzer Zeit effektiv zu entgasen und zu trocknen, ist es erfindungsgemäß wichtig, die Verbindung im ersten Extruder kräftig zu durchmischen. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise vorgesehen, daß der erste Extruder ein L/D-Verhältnis hat (das Verhältnis der Länge der Schraube zum Innendurchmesser der Trommel (barrel, inner, diameter)) von mindestens 8, insbesondere im Bereich von 10 bis 12 und ein Kompressionsverhaltnia (das Verhältnis des Kanalvoluniens des Zuführungsabschnittes der Schraube zu dem vorderen Endteil der Schraube) von 1,2 bis 3·

Andererseits hat der zweite Extruder lediglich die funktion, den flockenartigen Gummi oder den flockenartigen Kunststoff zu extrudieren, der vorher in Reihen getrocknet und entgast wurde. Um deshalb das Verschmoren der Verbindung in der Hitze zu vermeiden, die durch Mischen -ler Verbindung durch die Schrauben im zweiten Extruder steht, hat der zweite Extruder vorzugsweise ein L/D-Verhältnis so klein wie möglich, üblicherweise von 4 bis 10.

Im Extruder E unterliegt die Verbindung der Reiberhitzung, weil das Messer 2 mit hoher Geschwindigkeit schlitzt, zusätzlich zu der im ersten und zweiten Extruder erzeugten Hitze. Um deshalb das Verschmoren der Verbindung zu vermeiden, ist es notwendig hinsichtlich des Extruders, daß die im Innern erzeugte Hitze während der Extrusion herabgesetzt wird. Um dies zu erreichen, ist es wichtig, daß die Summe der L/D-Verhältnisse des ersten Extruders und des zweiten Extruders

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nicht größer als'24, vorzugsweise nicht mehr als 20 ist.

Bin'einzeln an sich bekanntes Werkzeug und· eine. Düse.bzw", ein Ansatznippel kann im Kreuzkopf des zweiten Extruders verwendet werden.

Bs ist nicht immer notwendig; innerhalb des. Nipp elans at ζ es während der Extrusion; von Gummi oder Kunststoff auf den Kern zu evakuierenj im Hinblick.darauf, daß der Eintritt von Luft zwischen Kern und dem Sehiohtenmantel vermieden werden ■soll, Das Evakuieren wird bevorzugt, deshalb, weil ein Extrusionsgut entsteht, das eine bessere Verbindung zwischen Kern, und seinem Mantel hat. .

Wenn ein verlitzter Kern oder eine Mehrzahl von isolierten Leitern mit dem extrudierten Gut als Mantel .beschichtet wird, wird die extrudierte Manteloberfläche des öfteren wegen der Litzen uneben. Man kann diese Unebenheit dadurch verhindern, daß man ein langflächiges Werkzeug und einen langflächigen Kippelansatz wie in Fig·. 3 dargestellt, verwendet.

Fig. 3 zeigt, daß der Kreuzkopf D mit einem langflächigen Hippelansatz 46 versehen ist, der durch einenHalter 53 gehalten ist, während das lange Werkzeug 49 an¹das Gehäuse 48 des Kreuzkopfes durch einen Werkzeughalter 47 befestigt ist, und es ist ein mehrwegiger Durchgang 50 zwischen dem Gehäuse 48 und dem Kippelansatz 46, ferner ein Führungsteil 54 für den Fluß vorhanden. Werkzeug 49 ist auf der Innenfläche mit einer Schicht 51 aus Polytetrafluoräthylen versehen, und

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seine relative Stellung zum Nippelansatz 46 kann durch 4 die Dioke justierende Schrauben 52 verändert werden. Benutzt man ein solches langflächiges Werkstück, wird der Strömungswiderstand in ihm heraufgesetzt, ebenfalls der Druck der Verbindung in dem Werkzeug. Folglich wird der vertiefte Teil W des Kernes gut mit der Verbindung gefüllt, und es wird eine Mantelschicht W 2 geschaffen, die frei von Unebenheiten auf dem Kern W ist, wie in Fig. 4 gezeigt.

Der Rückfluß der Verbindung in den Nippelansatz wird durch die gleichmäßige Fortbewegung des Kernes W und die länge des Nippels 46 verhindert, wodurch ein erhöhter Rückflußwiderstand geschaffen wird. Die erforderliche Länge des langflächigen Werkzeuges hängt von der Viskosität der Verbindung ab und steigt mit ansteigender Viskosität ebenfalls an. Üblicherweise ist die Flächenlänge mindestens 15 mm, vorzugsweise mindestens 50 mm. Andererseits, die Flächenlänge des langflächigen Nippels kann kürzer sein, wenn die Viskosität der Verbindung groß ist und wenn die Zuführungsgeschwindigkeit des Kernes größer ist. Im allgemeinen, um den Rückfluß zu verhindern, ist die Flächenlänge des Nippels vorzugsweise mindestens die Hälfte der Flächenlänge des Werkzeugs.

Nach Verlassen des Kreuzkopfes B wird der mit der nicht ausgehärteten Verbindung versehene Kern W in aie Härtevorrichtung F eingeführt, vgl. Fig. 1, während der Kern geradlinig ist, d. h. ohne wesentliche Verbiegung, und in dieser wird die Überzugschicht beheizt und ausgehärtet. Erfindungsgemäß

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- 15 - ■-■' ■■"- . ■" ist wichtig, daß der beschichtete Kern W geradlinig in das Härtebad eingeführt werden soll ohne übermäßige -Biegung., während er vom Kreuzkopf zur Öffnung des Härtebades gelangt. Ist das nicht der Fall, kann die nicht ausgehärtete. Mähtels chi cht, die ja noch deformierbar ist, deformiert oder gebogen oder vom Kern abgetrennt v/erden und dies setzt die Qualität herab, insbesondere die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des ausgehärteten vielschichtigen Erzeugnisses*.

Fig. 5-10 zeigen drei typische Härtebilder, welche die Einführung des Kernes von im wesentlichen geraderweise gewährleisten.

Wie erkennbar, liegt der wesentliche mit der Härtung gemäß Erfindung zusammenhängende Arbeitsschritt darin, die Temperatur der nicht gehärteten G-ummi- oder Kunststoffschicht auf eine .Temperatur anzuheben, die oberhalb der Temperatur des Zerfallpunktes der Härteflüssigkeit oder dergleichen liegt und die ursprünglich ungehärtete Gummi- oder dergleichen -schicht bei" einer Temperatur zu halten, die oberhalb der Zerfallstemperatur der Härteflüssigkeit oder dergleichen für eine hinreichende Zeit hält, um die Härtung zu vollenden*

Die zur Härtung verwendete Verbindung bzw. Flüssigkeit für den erfindungsgemäßen Zweck und seine Menge sind insoweit nicht entscheidend, d. h. jede thermisch zersetzbare Härteflüssigkeit bzw. -mittel, das bereits bekannt, ist,. um eine Gummi- oder Kunststoff verbindung zu harten, kann in einzeln an sich bekannten Mengen für die Erfindung verwendet werden. Hierbei

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»■joist zu beachten, daß der Härter nicht übermäßig flüchtig sein sollte, um seinen übermäßigen Verlust während des Trocknens oder der Extrusion unter vermindertem Druck als auch die Bildung von übermäßigen Poren in dem ausgehärteten Gummi- bzw. Kunststoff zu vermeiden. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß während einerseits bevorzugte Härter im v/es entlichen überhaupt nicht flüchtig bei den hier verwendeten Härte teinperaturen sind, andererseits leicht flüchtige Härter insoweit verwendet werden können, ala sie nicht wesentlich eine Trennung der Schicht vom Kern oder die Bildung von Leerräumen in der Mantelschicht verursachen. Es kann auch von der jeweiligen Gebrauchsanweisung abhängen, welcher Härter zu benutzen ist, was der Fachmann, je nach Einzelfall, erkennt.

Unter verschiedenen organischen und/oder anorganischen Härtern, die erfindungsgemäß Anwendung finden können, schließen bevorzugte Härter folgende Verbindungen ein:

1) Die organischen Peroxyde oder Mischungen von Peroxyden und Schwefel oder Mischungen von Peroxyden und Dioximeri.

Beispiele für Peroxyde sind: Dicumyl-Peroxide, Di-Tertiär-Butyl-Peroxyde, 1,1^I-Di-Tertiär-Butyl-Peroxyäthan und 1,4-Bis(Tertiär-Butyl-Peroxy)-Diisopopylbenzol. Beispiele für Dioxime sind: p-Quinon-dioxim und p,p'-Dibenzylquinondioxim.

2) Thiuram, kischungen aus Thiuram und Thiazol, Mischungen aus Thiuraxü und Imidazolin, Mischungen aus Thiuram und Bleioxyd oder Mischungen aus Thiuram und Dithiocarbamat. Bei-

, 30983270.824 ORfGINALtNSPiCTlD

- 17- ■ .. spiele für Thiurame sind: Tetramethylthiuram-Monosulfid,

Tetramethylthiuram-Dia ulfid, Dimethyldiphenylthiuram-DiSulfid, Dipentamethylenthiuram-Monosulfid und Dipentamethylenthiuram-Tetrasuifid. Beispiele für Dithiocarbamate sind: Zink-Dimethyldithiocarbamat, Zink-Diäthyldithiocarbamat, Selen-Diäthyldithiocarbaiiiat und · Tellürdiäthylditniocarbamat. Beispiele für Thiazole sind: 2-kercaptobünzothiazol, Dibenzothiazyl-Msulfid., Zinksalz des 2-EercaptoberizothiazQl und H-Diäthyl·- 2-Benzothiazyls. Beispiel für Imidazolin ist 2-K.ercaptoimidazolin. - '

3) Lischungen aus Zink-Oxyd, liagnesium-Oxyd und Imidazolin wie 2-l>lercaptoimidazolin.

4) Mischungen obiger Dioxime mit Metall-Oxyden„ Beispiele für Letall-Oxyde sind: Eotes Blei (Pb₃O₄) und Bleioxyd (PbO)„ ■

b) Schwefel oder Schwefelriiischungen mit ,obigem Thiuram» Diese Härter und Härtermischungen werden zweckmäßig ausgewählt und abgestimmt in Über einst imraung. mit bekannten Verfahren, in Abhängigkeit von der verwendeten Gummi-- oder Kunststoff basis..

Die Menge des Härters wird in an sich bekannter'Weise ausgewählt, ist üblicherweise mehr als 0,1 fo, bezogen auf das Gummi- bzw. Kunststoffgewicht, und regelmäßig kann man die Eigenschaften nicht verbessern, wenn man mehr als- etwa 10 fo, bezogen auf das Basisgewicht, verwendet. Für den 'Fachmarm ^: ist erkennbar, daß die Wirkung der Härter variiert und" größere und kleinere Werte, je nach Einzelfall, mit Erfolg verwendet werden können.

Der oder die Härter werd.en in der Kegel der nicht ausge-•r^.m-;: · ·\~ .*> 309832/082Λ

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härteten Verbindung vor der Behandlung zugesetzt, und dies kann in an sich bekannter V/eise geschehen, uberlicherweise wird der oder werden die Härter gleichzeitig mit allen gewünschten Additiven der .Uligehärteten Verbindung zugesetzt.

In einigen Fällen verwendet man einen Mischhärter, d. h. einen Härter, der bei verschiedenen Temperaturen zerfällt. Bei schrittweise angewendeten Temperaturen, um bevorzugte V/irkungen zu erzielen. Solche Verfahrensarten sind einzeln an sich bekannt und werden hier nicht beschrieben.

Es ist ersichtlich, daß der oder die Härter nicht zerfallen und daß Härten in vo !'bestimmter Höhe nicht während der Extrusion des niciit gehärteten Gummis oder des Kunststoffes verursachen sollten, d. h. die Extrusion erfolgt zeitlich bei einer Temperatur, die unterhalb der Härtetemperatur liegt.

In Verbindung mit der Erfindung können Heizstoffe verschiedener Art verwendet werden, die; jedoch niciit wesentlich mit der Schicht reagieren dürfen und die Temperatur während des Härtens nicht so erhöhen dürfen, daß ein Zerfall eintritt. Solche "Heizstoffe sind an sich bekannt und ihre Auswahl ist für die Erfindung insoweit niciit kritisch.

Die Heizstoffe können .Flüssigkeiten wie organische Flüssigkeiten sein, mit einem Kochpunkt höher als ;>00⁰ G, vorzugsweise über 350° C, z. B. Polyglycole, Silikonöle, Mineralöle und" dergleichen geschmolzene eutektische Mischungen anorganischer Salze, z. B. Mischungen von KtiO-, IMaNC,- und HaKO.j etc.,

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-- 19 geschmolzener eutektischer Mischungen von Metallen wie eine Mischung von 42 $ Zinn und 58 ^ Wismuth, Heißluft gemäß japanischer Patentanmeldung lir„ 19714/1969 un<3- ein Flüssigbett geiaäß japanischer Patentanmeldung Hr. 26561/1963. Wahlweise kann Hitze 'durch Ultrasehall zugeführt werden, vergleiche die Zeitschrift "Kautschuk und G-uiami-Kuiiststof fe", Bd. 22 12, Seite 717 (1969). -

Unabhängig von der Art des Heizstoffes ist es natürlich notwendig, daß der mit der'nicht ausgehärteten Verbindung versehene Kern in das Härtebad eingeführt wird (die Bezeichnung Härtebad wird in der Anmeldung in dem Sinne verwendet, daß es den Bereich darstellt, in welchem die nicht ausgehärtete Mantelschicht in Berührung mit dem Heizstoff kommt. In den nachfolgenden Beispielen andererseits wird die Bezeichnung Härtebad verv'/eiidet, um einen flüssigen Heizstoff zu bezeichnen, mit 'dem der Kern bzw. Kern und Mantelschicht in Berührung tritt). .

Um die Behandlung zu erleichtern und die Kosten und die Wartung der Apparatur herabzusetzen, ist es zweckmäßig, als Härtebad eine heizbare Flüssigkeit zu verwenden. Die' Beispiele enthalten bevorzugte Ausführungsfornen, jedocn kann ir: Kahn en d^r Erfindung auch ein äquivalenter Heizstoff . benutzt werden, da die Bedeutung des Härtebades im allgemeinen Sinne darin besteht, zu ermöglichen, daß der Härter zerfällt oder in einen Zustand überführt wird, bei dem das Härten bei erhöhter Temperatur erfolgen kann..

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Hieraus ist ersichtlich, daß die Behandlungszeit in der Härterapparatur wesentlich variieren kann und nicht kritisch ist, solange die notwendige Härtung erfolgt. Bei den bevorzugten Systemen aus Kern und Kernmantel erfolgt das Härten, jedoch bei weniger als etwa einer halben Stunde, im Hassenverfahren im allgemeinen um weniger als 10 Minuten. Andererseits, bei der Massenherstellung, wird es keine Gründe geben, schneller als in 20 Sekunden zu härten und möglicherweise beträgt diese Zeit eine halbe Minute bis etwa 10 Minuten gemäß der Praxis der Erfindung.

Im Härtebad, Fig. 7 und 8 (Härteapparatur II) tritt Kern W versehen mit der nicht ausgehärteten Schicht, durch die Öffnung 63 im oberen Härtetrog 60 in diesen Trog, der über einem tiefer angeordneten Trot 61 angeordnet ist. An die Außenwand des Troges 61· befestigte Stützen 62 tragen den Trog. Die Oberfläche der Schicht und ihre unmittelbar benachbarten Teile werden beheizt und durch den flüssigen Härter 64 gehärtet, der im oberen Trog 60 bei atmosphärischem Druck auf erhöhte Temperatur gebracht ist. Nach dem der Kern den oberen Trog 60 durch Öffnung 65 verlassen hatte, wird er über ein umlaufendes Rad 70 dem unteren Härtetrog 61 zugeführt. Rad 60 ist mit einer Welle 92 versehen, die im hinteren Bereich des Ausganges 65 angeordnet ist, wobei ein Teil des Rades in die Flüssigkeit 64 innerhalb des unteren Härtetroges 61 eintaucht, und der Kern wird wieder durch die Flüssigkeit 64 im unteren Trog erhitzt. Dann wird er wieder in den oberen Trog 60 durch eine andere Öffnung 68

309832/082Λ

• - 21 -

mit Hilfe eines umlaufenden Rades 67 eingeführt. Dieses Rad hat eine Welle 92, um welche das Rad sich dreht, wobei die Welle am entgegengesetzten Trogende relativ zum umlaufenden Rad 66 angeordnet ist, und der Kern wird zum dritten Mal erhitzt, lunmehr ist die Schicht -vollkommen ausgehärtet. Der Kern Verlässt den oberen Härtetrog 60 über Öffnung 69.

Die Flüssigkeit sowohl im oberen als auch im unteren Härtetrog wird bei einer Temperatur gehalten, die überlicherweise etwa 150 bis 250° 0 beträgt, durch ein elektrisches Heizaggregat 70.

Bei Verwendung der meisten Heizstoffe, ob flüssig, fest oder gasförmig, wird bei 150 - 250° 0 gehärtet mit einem bevorzugten Bereich von 170 - 230 C. Bei- einer äie untere Grenze unterschreitenden Temperatur, weniger als 150° C, benötigt das Härten eine längere Zeit, während bei einer die obere Grenze überschreitenden Temperatur, höher als 250° G, einige Gummi- und Kunststoffsorten zerfallen. Die innerhalb des obigen Bereiches liegende Temperatur gestattet in zweckmäßigerweise, die Härtezeit im Hinblick auf. die Gefahr des Zerfalls auszugleichen, und mit dieser Temperatur wird eine wirksame Handhabung leicht eingehalten.

Nachdem die Oberflächenschicht des Mantels kräftig ausgehärtet ist, kann der Kern gebogen werden, ohne daß eine Deformation und Trennung des Mantels erfolgt. Der ständig aus den Einlassen 63 und 68 sowie Auslässen 65 und 69 des oberen Troges ausströmende Heizstoff senkt sich in den unteren

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— 22 —
Härtetrog hinab, und der Heizstoff in dem oberen Härtetrog

wird hinreichend durch den Stoff ersetzt, der vom unteren
Trog über Pumpe 72 und Leitung 91 gefördert wird.

Im Härtebad gem. Fig. 9 und 10 (Härteapparatur III) wird ein horizontales, drehendes Rad 73 verwendet, das in die Flüssigkeit eintaucht und im unteren Trog anstelle des umlaufenden^ Rades 67 der Apparatur II vorhanden ist. Hierbei wird Kern W durch das Rad 73 in Umlauf gesetzt und wieder dem unteren
Härtebad zugeführt. Dann verlässt der Kern den unteren Härtetrog über ein Paar von Führungsrauern 74. Diese Führungs*-
räder sind beweglich, zu jeder gewünschten Stellung des Härtebades um, wenn erforderlich, die Härtezeit für den Kern einzustellen.

Die in Fig. 5 u.nd 6 gezeigte Apparatur (Apparatur I) hat einen Trog. Zwei vertikal bewegliche Platten 77 sind in einem Paar von Führungen 76 angeordnet, welche an die Seitenwand 71 des Härtetroges befestigt sind. Jede Platte hat einen halbkreisförmigen Ausschnitt 78 um einen Einlaß 63 oder einen Auslaß 65 zu bilden. Abwärts durch den Einlaß 63 und den Auslaß 65 fließende Flüssigkeit wird in einem Aufnahmebehälter 79 aufgenommen, der beidseitig vom Trog vorhanden ist und wird anschließend in einem Becken 82 gesammelt, der ein Heizaggregat 81 mit Führungsrohren 88 hat. Der im Becken 82 gesammelte
Stoff wird durch den Heizer 81 aufgeheizt und durch Pumpe 72 dem Härtetrog 60 über eine Temperaturstelleinrichtung 82 zurückgeführt, welche die Temperatur des Stoffes regelt bzw.
überprüft.

309832/0824 «AD OWQlNAL

Der erfindungsgemäß geeignete Heizstoff ist eine Flüssigkeit, z. B. eine geschmolzene eutektische Mischung von anorganischen Salzen, geschmolzene eutektische Mischung von Metallen, oder eine organische Flüssigkeit mit einem hohen Kochpunkt, d. h. einem solchen oberhalb der Härtetemperatur, vorzugsweise mit einem Kochpunkt über 300° 0. Ferner kann ein Flüssigbett ebenfalls als ein Heizstoff verwendet werden.

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C O

- zh -

Wie Fig. 1 zeigt ,gelangtW, dessen Mantelschicht ausgehärtet worden ist, die Waschvorrichtung G,wo von dieser Schicht der an der Oberfläche anhaftende Heizstoff entfernt wird. Z. B. kann das Waschen des Kernes durch Eintauchen in eine Waschflüssigkeit erfolgen, die befähigt ist, leichten Heizstoff aufzulösen, oder es wird ein flüssiges Waschmittel aufgesprüht. Um an Waschflüssigkeit zu sparen und die Menge des an der Schicht anhaftenden, einen Verlust darstellenden Heizstoffes herabzusetzen, kann eine Quetschvorrichtung aus Baumwolle , Silikonschaumgununi udgl.am Ausgang des Härtetroges oder unmittelbar nach ihm vorgesehen werden. Der größte Teil des an der Oberfläche der Schicht anhaftenden Heizstoffes wird durch die Quetschvorrichtung beseitigt, während der Kern aus dem Trog herausgezogen wird. Verwendet man als Heizstoff eine geschmolzene eutektische Mischung von anorganischen Salzen, wird die Mantelschicht vorzugsweise mit warmem Wasser bei etwa 60 C und auch höher gewaschen, weil eine eutektische Mischung leicht durch auflösende Mischung in warmem Wasser beseitigt werden kann. Die Entfernung des Stoffes ist vollständiger, wenn man warmes Wasser aus dem Kern anwendet und die Oberfläche mit einer geeigneten Bürste bürstet, oder den Kern während des Waschens mit Flüssigkeit durch Ultrafrequenz erregt.

Der gewaschene Kern wird unmittelbar auf der Haspel aufgewickelt oder nach dem Kühlen aufgewickelt, wenn zweckmässig. In den nachfolgenden Beispielen, Vergleichsbeispielen, die keine Beschränkung des Erfindungsgegenstandes auf die dort angegebenen Einzelwerte udgl. bedeuten sollen, beziehen sich Angaben auf Teile und Prozente auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben.

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BAD ORIGINAL

2255475

- 25 Beispiel 1. . ' -

Die Maschine zur Herstellung von elektrischem Wicklungsdraht; gemäss diesem Beispiel hat einen Trockenzylinder mit Ileissluftzirkulation von einer Länge von 2o m, wobei die Innentemperatur

auf 11 ο C gehalten ist und der elektrisch beheizte. Zylinder eine Länge von 2 m hat, dessen Innentemperatur auf 1 8o G gehalten wurde. Der Extruder- Kreuzkopf erhielt eine Temperatur von 9o C und die !ladevorrichtung I von 2o m Länge wurde durch eine geschmolzene eutektische Mischung von 53 /£ KNO „». 7 fo NaNO„, ^o <fi> NaNO₂ ( Gewichtsprozent ) gefüllt und bei 2oo°C gehalten. Dieses Eutektikum schmilzt bei iko C,

Drei elektrische Drähte, von denen jede eine isolierende Schicht von 1,2 mm aus Naturgummi hatte, werden miteinander verdrillt, verlitzt odgl, mit Hilfe von Jute, und auf die Außenfläche des verlitzten Materials wurde ein Baumwollband umwickelt, um einen Kern zu bilden, der.einen Außendurchmesser von 1o,3 mm hatte. Dann wurde der Kern durch die vorstehende Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 1 m/Min, hindurchgeschickt. NaturgUmmi ge.-

t ι

mäss Verbindung X der Tabelle 1 wurde um den Kern herum solang extrudiert, daß dessen Außendurchmesser 13»1 mm wurde, bei Anwendung einer Extrudiervorrichtung gemäss Fig. 2, welche einen ersten Extruder enthielt, dessen Schraube bzw. Schnecke ein Verhältnis L/D von 12 und eiii Kompressionsverhältnis von 1,5 hatte, mit einem Zylinder, dessen innerer Durchmesser 9o mm betrug, während^ ein zweiter Extruder ein Schraube bzw. Schnecke hatte, dessen L/D Verhältnis 8, dessen Korapressiönsverhältnis 1,5 ist und ein Zylinder mit einem Innendurchmesser von 7o mm ; verwendet wurde. Die Vakuumkammer hatte ein umlaufendes Messer

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- 26 mit h Schneiden. Die Büchsen des ersten und zweiten Extruders

wurden auf Temperaturen von 60 C bzw. 7 ο C eingeregelt.

Das Messer lief mit einer Geschwindigkeit von I.700 U/MIN um und die zu bearbeitende Verbindung wurde in 3o Mikron dicke Flocken aufgeschlitzt. Das Innere der Vakuumkammer wurde bei 60 3gmm gehalten.

Der Kern, der mit Natürgummi gemäß Verbindung I nach der Extrusion versehen wurde, wurde in den Härtetrog eingeführt, ohne daß ein Biegen zwischen der Extrusionsvorrichtung und dem Härtetrog zugelassen wurde, und wurde aus dem Härtetrog mit Hilfe von einem Führungsdraht herausgezogen, der 5 m entfernt vom Einlaß des Härtetroges angeordnet war ( die wirksame Härtezeit betrug 5 Min., die wirksame Länge des Härtetroges ist 5m),

Die gerade am Kern herrschende Temperatur vor Eintritt in den Kreuzkopf wurde mit Hilfe eines Kupfer - Konstantan Thermoelementes gemessen, welches etwa 1mm tief in die Oberfläche des Kernes eingesetzt war. Die Temperatur wurde als 178 C bestimmt.

Mach dem Härten wurde der Heizstoff, der auf der Oberfläche der Schicht verblieben war, durch waschen mit Wasser entkernt. Der gewonnene elektrische Draht , vollständig umhüllt"mit ge-".ärtetem Na'urgummi war frei von Porositäten und konnte 5 Std. lang ohne Schwierigkeiten laufend hergestellt werden,

Beispiele 2-6 und vgl. Beispiele 1-2.

Die elektrischen Drähte in Beispielen 2- 6 und den Ver-

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ORiGiNAL

- 27 gleichsbeispielen 1 -2 wurden hergestellt unter Verwendung von Kernen und der Apparatur, angegeben in Tabelle 2. Die Herstellungsbedingungen und Ergebnisse gemäss dieser Beispiele bzw. der Vergleichsbe*ispiele sind ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt.

Die Härtezeit hinsichtlich jedes Beispiels wurde so eingestellt, dsß der besclaichtete Kern vom Trog mit Hilfe des ITührungsrades abgezogen \rarde, das in eine Stellung gesetzt wurde, xirelche die gewünschte Härtezeit einzuhalten gestattete.

Gemäss Beispielen 3,.5 uad 6 wurde der Kern getrocknet, während er auf einer Trommel bzw. Haspel aufwickelt.

309832/0824 -

Tabelle 1

Stoff/Verbindungen

Stoff/ Stoff/ Stoff/ Verbin- Verbin- Verbindung I dung II dung III (für Um- (für Umman- (für mante- telung) Isolation) lung)

Bestandteile (in Teilen)

Hatürl. Gummi (Bauchblatt Nr. 2, spezifisches Gewicht, 0,91;Mooney Viskosität, 50 (ML_{1 Α>(} bei 100⁰C))

Polychloropren (M-40, Erzeugnis der Denki Kagaku Co. Ltd., spez ^Gewicht 1,23; Mooney Viskosität, 42 (ML₁₊₄ bei 100⁰C)) toÄthylen-Propylen-Diene-Terpolymer (Hordel 1040, E. I. du Pont de ⁰⁰ ITemours&Co., spez, Gewicht,0,86-0,87;Mooney Viskosität, £ 40 (ICL₁₊₄ bei 100⁰C))

^Hartton (Dixie-Ton, spez. Gewicht, 2,62; spez. Wärme, 0,20; Wässerig gehalt weniger als 5 %; Zündverlust 13,4 Ή ¹^ Talkum (spez. Gewicht, 2,7; spez. Wärme, 0,207)

Russ (FEF-Russ, spez. Gewicht, 1,7-1,9; pH, 7,5; Partikeldurchmesser, 40 m|0

Russ (HAF-Russ, spez. Gewicht, 1,7-1,9; pH, 8,1; Partikeldurchmesser, 30 nm)

Stearinsäure (m.p., 69,3⁰C; spez. Gewicht, 0,85) ; Zinkoxid (spez. Gewicht, 5,5)
- Paraffin (m.p., 50⁰C; spez. Gewicht, 0,88) I Tetramethyl-Thiuram-Disulfid
£► Aldol-oG-Naphthylamin
O llagnesiun-Oxid (Zündverlust, 8,61 fo)

Verarbeitungsöl (spez. Gewicht, 0,937; Anilinpunkt, 95,7; Viskosität (SVS, sec.Tr 90 bei 98,9¹³C und 2200 bei 37,8-¹⁰C)

100

50

100 100

30	_	—	_	2	—	4	_	IS9
10	—		4	-	2		U*
10	25	—	5	—	CJI -P-
2	1	-	-4
5	5
5

3
2

15

tabelle 1 (Fortsetzung)

Stoff /Yer b indungen

Bestandteile (in Seilen)

2-Hercaptiimidazolin Dicumyl-Peroxid

c*i Schwefel ο

CD ,

Stoff/ Yerbin-

dung I (für Um-

mante-

lung)

Stoff/
Yeroin-

dung II
(für Um-

mante-

lung)

q, 7

Stoff/ Yerbindung III (für Isolation)

2,7 0,3

Tabelle 2

Arbeitsgang Nr.
Drahtkern

Länge des Heiz-Trockenzylinders B in m Bedingungen für das Heizen und Trocknen des Kernes Län{*e des zusätzlichen Heizzylinders C in m Zsizbedingungen dabei

Kernoberf lächenternperatur unmittelbar vor Eintritt in cien Kreuzkopf (= Spritzkopf) Verbindung für den überzug, extrudiert auf den Kern Bedingungen für die Extrusion der Uberzugverbindung

L/D Verhältnis

1. Extruder Druckverhältnis

Gehäusetemperatur ( C)

Geschwindigkeit des rotierenden Messers (u/Min) Dicke der geschnitzten Flocken (Mikron) Höhe des Vakuums der Vakuumkammer (mml-lgj

L/D Verhältnis

2. Extruder Kompressionsverhältnis

Gehäusetemperatur ( C) Temperatur des Kreuzkopfes D ( C)

Beispiel 2

Ein Kern mit einem Aussendurchmesser von 18,4 mm, gebildet durch Verlitzen von freien Leitern (wobei jeder von ihnen eine aus gehärtetem Naturgummi bestehende Isolierschicht von 1,2 mm Dicke trägt) mit einem Jutefüller, wonach ein Band aus Baumwolle um den verlitzten Kern gewickelt wird.

85 120°C χ 15 Minuten

6 200°C x 1 Minute

183 V»

Verbindung II ^

15

1,2 00 240

23

50

Sr I

1,2 6o 90

to

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Aussendurchmesser des beschichteten Drahtes (mm) 21,8

Art des Härtetr.ogs und seine effektive länge * (m) Type-I, 13,8

Härtungsbedinguhgen (gleiche Flüssigkeit wie bei Beispiel 1) 2oo°G χ 2,5 Minuten

Kerngeschwindigkeit (m/Min.) .5,5

Bemerkungen . Draht, überzogen mit gehärteter

to

ο poren- und blasefreier Schicht

to - ■■.'.■

oo ■ . konnte -während eines Zeitabschnittes

von 1 Stunde hergestellt werden.

OO

IS3,

F-

!ΪΝ9 cm

Tabelle 2 (Fortsetzung) Beispiel 3

Kern, mit Durchmesser 6,0 mm, gebildet durch Verlitzen von drei Leitern, von welchen jede eine aus Naturgummi bestehende, gehärtete Schicht hat.

Satzweises Trocknen 9ο⁰C χ 3ο Minuten

ο ¹'² 2οο C χ 1ο Sekunden

136

Verbindung- II 12

8ο

43οο 17 2ο

5ο 9ο

Beispiel 4

Kern, mit einem Aussendurchmesser von 6,00 mm, gebildet durch Yerlitzen von 7 Kupferleitern von 2,o mm miteinander,

14ο C χ 2 Minuten

135

Verbindung- III 12

7ο

39οο 15 βο

8 2

1⁷ο°ο

Beispiel 5

Kern, mit einem Aussendurchmesser von 7,2 mm,gebildet durch Verlitzen einer Anzahl von Kupferleitern und durch Aufweichen eines Papierbandes um die verlitzte Kupferleiter.

Satzweises Trocknen 13o°C χ 1o Minuten

128

Verbindung- II 15

1,2

80

32 00

35

2o

5o 9o

!Tabelle 2 (Fortsetzung)

	15,0	i·	8,4
	Typ-II, 29,2	Eyp-II, 66,0
	180⁰C χ 4 Minuten	190⁰C χ 3 Mi
	7,3	22,0
	Gleich wie in Beispiel 2	Gleich wie i
30 983 2,	^v
ο 00

11,8

Eyp-II, 86,5 180⁰C χ 3,5 Minuten

24,7 Gleich wie in Beispiel 2

K) CJl

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Beispiel 6 Gleich wie in Beispiel 2 Yergleiclisbeispiel 1 Gleich -wie in Beispiel 5

Vergleichsbeispiel 2 Gleich wie in Beispiel 2

u> ο to

">v O OO

Satzweises Trocknen 12o°C χ 40 Hinuten

120 Stoff/Yerbindung II

15

1,2 60

240

23

50

1,2 60 75 130⁰C χ 5 Minuten

130 Stoff/Verbindung II

1,2 80

3200 35 20 12 2 50

25 Stoff/Yerbindung II

15

1,2 60

240

23

50

1,2 60

aa

C4>

90 90

90

labeile 2 (Fortsetzung)

21,9

Typ-I, 15,8 200⁰Cx 2,5 Minuten 5,5

11,8

Ϊνρ-Ι, 51,5 180⁰C χ 3,5 Minuten

14,7

Ein Draht, überzogen mit einer Das Verschmoren begann etwa 10 Minugehärteten Schicht, die frei ten nach'Beginn des Betriebes und

von Poren ist, jedoch eine

wurde nach 30 Minuten übermässig

leichte Irennung der Schicht stark. Das Verfahren wurde einge-

vom Kern zeigt.

stellt.

21,8

ÜJyp-I, 13,8 200⁰G x 2,5 Minuten 5,5

Der Überzug brach an verschiedenen Stellen entlang des Erzeugnisses auf, weil ein. erhöhter Druck zwischen Mantel und dem Kern vorlag. Dieser Druck geht auf Gasbildung zurück, weil der Arbeitssehritt des IrocknoiiEi entfiel-.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von vielschichtigen Erzeugnissen, insbesondere von elektrischen Kabeln udgl., unter Verwendung von Gummi oder Kunststoff als Schichtmaterial, das bei niedrigem, z.B. atmosphärischem Druck gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht gehärtete Gummi- oder Kunststoffverbindung in einer Vakuumkammer durch einen ersten Extruder extrudiert wird, dann in dieser Kammer die Grosse des extrudierten Gutes durch ein Schneidwerkzeug vermindert wird, das geschnittene Gut, unter Beibehaltung eines verminderten Druckes im geschnittenen Gut, einem zweiten Extruder zugeführt wird, dann durch den zweiten Extruder das Gut um einen Kern herum extrudiert wird, wobei der Kern vor der zweiten Extrusion getrocknet und beheizt wurde, dann der beschichtete. Kern im wesentlichen gradlinig bzw. ohne nennenswerte Biegung einer Härtevorrichtung zugeführt wird, in welcher der beschichtete Kern in Berührung mit einem Heizstoff gebracht wird, und die Temperatur des nicht ge-¹ härteten Gummis oder einer Kunststoffverbindung erhöht wird, so dass die noch nicht ausgehärtete Gummi- oder Kunststoffschicht um den Kern herum beheizt und bei einen im wesentlichen dem atmosphärischen Druck entsprechenden Druck ausgehärtet wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Extrudieren der noch nicht gehärteten Gummi- bzw. Kunststoffverbindung der Kern mindestens auf eine: Temperatur von 90⁰C erhitzt wird, und dass mindestens die.Kernoberfläche auf einer Temperatur gehalten wird, die nicht niedriger als diejenige Temperatur ist, welche um 90⁰C-unter der Härtetemperatur liegt.

3. Verfahren nach Anspruch·2, dadurch gekennzeichnet» dass . mindestens die Kernoberfläche auf einer Temperatur gehalten wird., die nicht niedriger als diejenige Temperatur liegt, welche um 60⁰C niedriger als die Härtetemperatur ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Extruder ein L/D-Verhältnis von mindestens 8 hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den ersten Extruder verlassende Gummi- bzw. Kunststoffgut in der Vakuumkammer auf eine Dicke von mindestens 40 Mikron oder weniger aufgeschlitzt wir,d.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumkammer ein Druck von etwas 100 mmHg oder weniger aufrecht erhalten wird. .

■7. Verfahren nach Anspruch 1,'dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wand der Valcuumkammer mit einem Werkstoff beschichtet wird, welche keine Adhesions- udgl, Eigenschaften relativ.zum aufgeschlitzten Gummi- bzw. Kunststoffgut hat,

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass hierfür Polytetrafluoräthylen verwendet,wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, worin das aufgeschlitzte Gut aus Gummi oder Kunststoff mit Hilfe einer Zuführungsvorrich-feung _am Einlassende des zweiten Extruders diesem Einlass zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzkopf des zweiten Extruders mit einem langflächigen Werkzeug versehen ist, dessen Länge vorzugsweise mindestens 25 mm beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzkopf des zweiten Extruders mit einem langflächigen Nippel, einem Nippelansatz bzw. einem hülsenartigen Bauteil versehen ist, dessen Wandlänge vorzugsweise mindestens 25 mm beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härteeinrichtung ein Härtebad ist, dessen flüssiger Heizstoff auf einer Temperatur von etwa 150 bis 25O⁰G gehalten wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Heizstoff eine geschmolzene eutektische Mischung aus anorganischen Salzen ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Heizstoff eine geschmolzene eutektische Mischung aus Metallen ist.

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15. Verfahren nach. .Anspruch. 12, dadurch, gekennzeichnet, dass ' dieser Heizstoff eine organische Flüssigkeit ist, dessen Kochpunkt oberhalb der Härtetemperatur liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härteeinrichtung einen, einen !.flüssigen Heizstoff enthaltenden Trog aufweist, dass der mit einer nicht ausgehärteten Gummioder Kunststoffverbindung bedeckte Kern durch den zweiten Extruder in diesen Trog durch eine, in der Seitenwand des Troges angeordnete Einlassöffnung in den Trog eingeführt wird, wobei der Heizstoff aus dem Einlass herausfliesst und in einem Sammelbecken aufgenommen wird.

17. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Härtetrog höher, ein Härtetrog niedriger angeordnet werden, beide mit einem flüssigen Heizstoff versehen werden, und der mit einer noch nicht ausgehärteten Gummi- oder Kunststoffverbindung bedeckte Kern durch den zweiten Extruder zunächst über eine Öffnung in der Seitenwand dem oberen Trog zugeführt wird, dann im oberen Trog horizontal und in gradlinigem Zustand weitertransportiert wird, während der Kern sich mit dem Heizstoff in Berührung befindet, er dann vom oberen Trog über eine in der Wandung des letzteren vorhandene Öffnung herausgeführt und dann in den unteren Trog unterhalb des oberen Troges eingeführt, insbesondere über ein umlaufendes Rad odgl. eingeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Einlass des oberen Troges fliessende Heizstoff fallend in den unteren Trog eingeführt wird, und dass der Stoff

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des unteren Troges im Kreislauf dem oberen Trog zugeführt wird,

19. Terfahren nach Anspruch 17, wobei der mit einem Gummi oder Kunststoffüberzug bedeckte Kern auch im unteren Trog horizontal durch den Heizstoff geführt und dann wieder dem oberen Trog zugeführt wird.

20. Terfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daT der mit einer Gummi- oder Kunststoffverbindung bedeckte Kern nach seinem horizontalen Transport durch den unteren Trog sowie durch den dort befindlichen Heizstoff wiederum durch den Heizstoff des unteren Troges hindurchgeführt wird.

21. Terfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizstoff ein verflüssigter Peststoff verwendet wird.

22. Terfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete, in einer geschmolzenen eutektischen Mischung aus anorganischen Salzen gehärtete Kern in warmem Wasser bei einer Temperatur von nicht veniger als Go⁰C gewaschen wird, derart, daß die an der Oberfläche der gehärteten Schicht verbliebenen Salze ausgewaschen werden.

23. Terfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die

von

verbleibenden Salzen durch Abbürsten mit Hilfe z.B. rotierenden Bürsten entfernt werden.

24. Terfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen 'Salze durch Ultraschallerregung des Gutes entfernt

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werden.

25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß als Heizstoff Heizgas verwendet wird.

26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch Ultrasehallbestrahlung erfolgt.

27. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi- oder Kunststoff verbindung selbst einen Härter enthält.

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