NL193080C - Wikkelband uit polytetrafluorethyleen. - Google Patents

Description

1 193080

Wikkelband uit polytetrafiuorethyleen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een ongesinterde wikkelband uit polytetrafluoretheen voor het vervaardigen van na het sinteren van het bandmateriaal van de wikkellagen zelfdragende isolerende 5 omhullingen, in het bijzonder voor elektrische kabels en leidingen.

Een dergelijke wikkelband is bekend uit US-A-3.408.453. Deze banden worden ook spiraalvormig direct op het elektrische geleidende element gewikkeld. Aan de zijde, afgekeerd van de geleider, zijn deze banden aan de wikkelingen van een tweede bandlaag gekleefd of gelast. Door de rechthoekige dwarsdoorsnede-vorm van de gebruikte banden uit isolerend materiaal, die elkaar in het kantgebied overlappen, is een glad 10 oppervlak niet te verwezenlijken. Bovendien vormen de uitstekende, niet op het oppervlak aansluitende kanten van de band aangrijppunten voor van buitenaf werkende mechanische krachten en is openscheuren van de isolatie in het kant- of randgebied niet altijd te vermijden. Dit geldt in het bijzonder indien dergelijke leidingen, zoals verwarmingsleidingen of meetleidingen, behalve aan verhoogde temperatuur ook aan de invloed van vocht of chemisch agressieve media zijn blootgesteld.

15 Daarom is het van het grootste belang een glad isolerend oppervlak te waarborgen, dat de geleiders naar buiten dicht afsluit. Dit kan, zoals bij de bekende kabel ook wordt aangegeven, bereikt worden doordat boven de bandlaag van polytetrafluoretheen een daaraan gekleefde of gelaste extra laag uit een op bijzondere wijze opgebouwde verdere band gewikkeld is. Afgezien daarvan dat dit een extra inspanning vormt, bestaat door de rechthoekige vorm van ook deze band het gevaar dat de uitstekende bandkanten 20 aangrijppunten voor de hierboven beschreven uitwendige mechanische krachten vormen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is deze nadelen te vermijden en in een wikkelbandconstructie te voorzien waarbij het mogelijk is kabels, leidingen, slangen en buizen en dergelijke profielen, ook met van de cirkelvorm afwijkende dwarsdoorsnede alsmede de isolerende omhullingen zowel bij toepassing bij hoge temperatuur als in agressieve omstandigheden, met een passende kwaliteit te vervaardigen, waarbij de 25 wikkelband enerzijds een hoge bedrijfszekerheid heeft en anderzijds bijzonder eenvoudig is aan te brengen. Daarbij is het van belang deze isolerende omhulsels, evenals bij geëxtrudeerde omhulsels, zonder spleten en in compacte vorm zonder gebruik van verdere materialen te kunnen vervaardigen.

Dit doel wordt bij de in de aanhef beschreven ongesinterde wikkelband verwezenlijkt, doordat de wikkelband een vlak-convexe dwarsdoorsnedevorm bevat, bepaald door een gekromde bovenste en een 30 rechte onderste begrenzingslijn, waarbij de banddikte in het versterkte middengebied 30-200 pm is en in het kantgebied kleiner dan 5 μιτι waarbij de band een breedte van 4—50 mm heeft.

Zo biedt een volgens de uitvinding vervaardigde omhulling, bijvoorbeeld een isolatie of mantel, zoals dit ook met een geëxtrudeerde omhulling het geval is, geen aangrijpingspunten voor mechanische krachten, welke tot scheuren van de omhulling kunnen leiden. Ten opzichte van vormen, b.v. van de temperatuur-35 bestendige isolatie van een elektrische geleider, door poederpersen en sinteren, laat de uitvinding wezenlijk grotere vervaardigingssnelheden toe, terwijl de lengten van de band naar wens gekozen kunnen worden en de kwaliteit van de isolatie verbeterd is. Want dit nadeel wordt in tegenstelling tot het bekende poederpers-sinterproces of tot zuigerextrusie met door de persrichting bepaalde voorkeursrichting van de materiaal-deeltjes, bij het uitvoeren van de uitvinding door het met één of meer lagen wikkelen van een band in de 40 omtreksrichting volledig opgeheven. Bijgevolg verkrijgt men een isolatie met een kwaliteit die in gelijke mate voor elektrische en mechanische belastingen passend is. Afgezien daarvan geeft ook het vereiste van het absoluut centrisch zijn van de geleider bij de vervaardiging van een kabel of een leiding even weinig problemen ais de isolatie van geleiderdwarsdoorsneden die van de cirkelvorm afwijken. Want er kunnen -terwijl bij het gebruik van een extrusieproces slechts concentrische geleiderorganen of profielen mogelijk zijn 45 - met de band volgens de uitvinding alle gewenste geleidervormen of profieldwarsdoorsneden omwikkeld en op gewaarborgde wijze beschermd worden.

Een glad oppervlak bij hoge kwaliteit van de omhulling laat op dezelfde wijze het gebruik van de wikkel-of isolatieband volgens de uitvinding toe voor de vervaardiging van beschermende omhullingen van metalen buizen als voor de vervaardiging van buizen of slangen zelf. Bij de vervaardiging van beschermende 50 omhullingen kan de buislengte praktisch eindloos zijn, van welke buislengte de reeds omhulde buisdelen dan slechts naar behoefte afgekort hoeven te worden. Ook maakt deze uitvinding het mogelijk - in tegenstelling tot bekende zuigerextrusie - buisdwarsdoorsneden naar wens, ook rechthoekige of meerhoekige, alsmede dwarsdoorsneden met meerdere buizen, zoals tweevoudige of meervoudige buizen, met een beschermende omhulling te omgeven.

55 De met de band van de uitvinding op van voordeel zijnde wijze te vervaardigen wikkelslangen of -buizen kunnen door passende inzetsels in de wand ook verhoogde trekvastheid hebben. Gaat het bij de inzetsels om elektrische draden, dan kunnen zo door het uitvoeren van de uitvinding buisvormige verwarmings- 193080 2 organen vervaardigd worden.

Opgemerkt wordt dat uit de Zwitserse octrooipublicatie 433.471 en het Duitse "Offenlegungsschrift” 1.540.654 wikkelbanden bekend zijn, waarvan de dwarsdoorsnede niet rechthoekig is. Omdat deze banden echter met passende kleefmiddelen met voldoende contactoppervlak en holten voor het opnemen van 5 kleefmiddel uitgerust moeten zijn, hebben deze banden zich in langsrichting uitstrekkende oneffenheden, zoals ribben of groeven. Dit betekent dat het nagestreefde gladde uitwendige oppervlak met deze banden niet verwezenlijkt kan worden. Voor toepassing bij hogere temperatuur, bijvoorbeeld hoger dan 200°C, zijn dergelijke banden niet geschikt.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is de banddikte in het versterkte midden-10 gebied 60-180 μπι. Meer in het bijzonder is de bandbreedte 10-30 mm.

Met de wikkel- of isolatieband volgens de uitvinding kunnen echter niet alleen elektrische kabels of leidingen waarvan de toepassing zo aanzienlijk verbreed wordt, maar ook buizen en daaruit vervaardigde pijpleidingen voor het opnemen of transport van vloeibare of gasvormige fluïda, welke bovendien verwarmd of gekoeld kunnen worden, beschermd worden. Hierbij is het, bijvoorbeeld in het geval van metalen buizen 15 en het gebruik daarvan in door agressieve fluïda in gevaar gebrachte delen, van belang een passend, tot bescherming in staat zijnde beschermende omhulling te verschaffen. Zo worden bijvoorbeeld in de chemische of petrochemische industrie reeds lang pijpleidingsystemen gebruikt, die voor het met betrekking tot de temperatuur beheersbare transport van fluïda tussen plaatsen van voortbrenging en analysecentra dienen. De temperatuurbeheersing geschiedt b.v. met behulp van meegenomen verwarmingsgeleiders of 20 verwarmingsbanden.

Al naar gelang het soort te transporteren fluïdum en de mogelijkheid van diffusie van b.v. vochtig chloor, HCI-gas of fosgeen door de wand van de uit kunststof bestaande transportleiding in het inwendige van het pijpleidingsysteem (buizenbundel), bestaat gevaar voor het meegenomen metalen verwarmingsgeleiders of -banden, maar ook voor de in het systeem op grond van verschillende overwegingen meegevoerde metalen 25 buisjes. Hier biedt een omhulling met het volgens de uitvinding uitgevoerde wikkel- of isolatieband de waarborg dat corrosïeverschijnselen aan de metalen organen vermeden worden en zo ook over een langere tijd op een storingsvrij bedrijf gerekend kan worden.

Een verder van voordeel zijnd gebruik van de wikkel- of isolatieband volgens de uitvinding is de vervaardiging van holle profielstrengen, zoals buizen of slangen, of dergelijke wikkellichamen. Het afhanke-30 lijk zijn van diameter of dwarsdoorsnedevorm, zoals dit in het geval van extrusie onvermijdelijk is, is hier niet aanwezig. In het bijzonder in de gevallen van holle profielstrengen is het doelmatig om van ongesinterde bandmaterialen met hoge temperatuurbestendigheid uit te gaan, om met het sinterproces een compact, zelfdragende buis- of slangwand te verkrijgen.

In het geval van het gebruik van ongesinterde wikkel- of isolatiebanden wordt er de voorkeur aangege-35 ven dat de band van een uit de smelt niet te verwerken ongesinterde kunststof in één of meer lagen met overlappende bandranden op het artikel opgewikkeld wordt, aansluitend het materiaal· door warmtebehandeling gesinterd wordt en daarbij gelijktijdig de overlappende bandranden en de aangrenzende lagen gasdicht en dicht voor vocht aan elkaar gelast worden tot een compacte, in verregaande mate homogene omhulling met glad buitenoppervlak. Deze compacte omhulling is vanzelfsprekend met gesinterde banden 40 niet te verkrijgen; wat betreft de eigenschappen komt deze omhulling ook minder met een wikkeliichaam en meer met een door extrusie vervaardigde laag overeen.

Vervaardiging van holle profielstrengen, zoals buizen en slangen, vindt in navolging met de beschreven werkwijze voor de vervaardiging van een omhulling zodanig plaats, dat de band van een uit de smelt niet te verwerken ongesinterde kunststof in verscheidene lagen met overlappende bandranden op een draag- of 45 ondersteuningslichaam gewikkeld wordt en vervolgens door een warmtebehandeling gesinterd wordt, en daarbij gelijktijdig de overlappende bandranden en aangrenzende lagen gasdicht en dicht voor vocht aan elkaar tot een compacte, in verregaande mate homogene wand met ten minste een glad buitenoppervlak aanéén gelast worden, en dat tot slot het draag- of ondersteuningslichaam uit de gevormde buizen verwijderd wordt. Op dit vervaardigingsproces kan evenals bij de vervaardiging van de omhulling een voor 50 dergelijke materialen geschikt, bekend verknopingsproces aansluiten, bijvoorbeeld met behulp van energierijke stralen.

De uitvinding wordt aan de hand van de in figuren 1-3 afgebeelde uitvoeringsvoorbeelden nader verduidelijkt, waarbij: 55 figuur 1 de ongeveer vlak-convexe dwarsdoorsnedevorm van een band toont, figuur 2 een toepassing voor de volgens de uitvinding gevormde wikkelbanden toont en figuur 3 het gebruik van de wikkel- of isolatieband voor de vervaardiging van een beschermend omhulsel

Claims (3)

3 193080 voor buizen of pijpleidingen toont. In figuur 1 is op aanzienlijk vergrote schaal schematisch in dwarsdoorsnede een band volgens de uitvinding afgebeeld. Zo toont figuur 1 bijvoorbeeld de vlak-convexe dwarsdoorsnedevorm van een band 1 met een 5 glad oppervlak, waarvan de grootste banddikte in het middelste deel a bijvoorbeeld tussen 80 en 150μιη ligt, terwijl in de daarop aansluitende delen b de banddikte naar de bandranden 2 toe tot 5 μηι of minder afneemt. In figuur 2 is eveneens op vergrote schaal een toepassing voor de volgens de uitvinding uitgevoerde wikkelbanden afgebeeld. Het gaat hierbij om een b.v. zeer buigzame geleider met olievaste en hittebesten-10 dige PTFE-isolatie. Daarom is de geleider 6 als z.g.n. strengengeleider uit b.v. blanke, vertinde, verzilverde of vernikkelde koperdraden 7 opgebouwd, en de direct op de geleider aangebrachte elektrische isolatie 8 bestaat uit één of meerdere lagen van het bijvoorbeeld uit polytetrafluoretheen vervaardigde wikkelband 9. Al naar gelang van de keuze van de slanglengte overlappen de bandranden 10 elkaar zoals afgebeeld, of nog meer. Dat hangt onder andere ook van de gekozen bandvorm af, of bijvoorbeeld de banddikte in het 15 deel b meer of minder afneemt of van de verhouding van de afstanden a:b. Zo zal, indien het deel a minder dan eenderdedeel van de som van de delen b is, een grotere overlapping vaak doelmatig zijn; deze zal minder groot uitvallen, indien het deel a overeenkomstig groter gekozen wordt. In elk geval worden de afzonderlijke parameters zo gekozen, dat als resultaat een gelijkmatig glad oppervlak verkregen wordt. Dit geldt in het bijzonder dan, indien ongesinterde band gebruikt wordt en het sinteren in aansluiting op het 20 wikkelproces plaatsvindt. Dan is niet alleen het uitwendige oppervlak dicht gesloten, ook de dichte verbinding van de lagen is gewaarborgd. Figuur 3 toont tot slot het gebruik van de wikkel- of isolatieband voor de vervaardiging van een beschermende omhulling voor buizen of pijpleidingen. Dergelijke buizen of pijpleidingen voor transport van fluïda kunnen alleen (warmtewisselaar) of ook met tegelijkertijd opgebouwde of soortgelijke organen 25 samengevoegd (pijpenbundelkabel) gebruikt worden. In het uitvoeringsvoorbeeld bestaat de buis 11 voor transport van fluïda b.v. uit koper; voor de bescherming tegen agressieve fluïda dient de wikkeling van de niet gesinterde wikkelband 12, die bijvoorbeeld in verscheidene lagen opgebracht, na het sinterproces een gesloten compacte omhulling 13 vormt. De uitvinding is vanzelfsprekend niet tot de afgebeelde uitvoeringsvoorbeelden beperkt. Zo kan, behalve 30 isolatie, ook de mantel van een elektrische kabel of van een leiding b.v. op grond van vereiste olie- of gasbestendigheid of beveiliging hiertegen uit een gewikkelde band volgens de uitvinding bestaan. Ook leidingen voor speciale toepassingen, bijvoorbeeld op het gebied van de elektrotechniek, de computertechniek, de telefoonverbindingtechniek, de chemische industrie, de automobielelektronica, de automatisering en dergelijke kunnen volgens de uitvinding op betrouwbare wijze beschermd worden. 35

1. Ongesinterde wikkelband uit polytetrafluoretheen voor het vervaardigen van na het sinteren van het 40 bandmateriaal van de wikkellagen zelfdragende isolerende omhullingen, in het bijzonder voor elektrische kabels en leidingen, met het kenmerk, dat de wikkelband een vlak-convexe dwarsdoorsnedevorm omvat, bepaald door een gekromde bovenste en een rechte onderste begrenzingslijn, waarbij de banddikte in het versterkte middengebied 30-200 μιτι is en in het kantgebied kleiner dan 5 μιτι, waarbij de band een breedte van 4-50 mm heeft.

2. Wikkelband volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de banddikte in het versterkte middengebied 60-180 μηη is.

3. Wikkelband volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bandbreedte 10-30 mm is. Hierbij 1 blad tekening