CH173820A - Verfahren zur Herstellung von biegsamen künstlichen Gebilden unter Verwendung von an sich spröden Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen, insbesondere aus Polystyrol. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von biegsamen künstlichen Gebilden unter Verwendung von  an sich spröden     Polymerisationsprodukten    von     Aryl-Olefinen,     insbesondere aus     Polystyrol.       Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung von     biegsamen    künst  lichen Gebilden, wie zum Beispiel Bändern,  Fäden, Folien und Schläuchen unter Verwen  dung von an sich spröden     Polymerisationspro-          dukten    von     Aryl-Olefinen    insbesondere aus  Polystyrol. Solche Gebilde sind vorzugsweise  zur Verwendung beim Aufbau der Isolation  von     Fernmeldekabeln    bestimmt.  



  Polystyrol und die ihm ähnlichen     Poly-          merisationsprodukte    von     Aryl-Olefinen    sind  an sich glasklare Stoffe, die     spröde    sind.       Wegen    ihrer guten elektrischen Eigenschaf  ten besteht im Hinblick auf die     Verwendung     bei     elektrischen    Kabeln der Wunsch, sie zu  biegsamen Bändern und Fäden zu verarbei  ten.

   Insbesondere für     Seekabel    ist es wichtig,  einen Stoff zu besitzen der  1. gute     elektrische    Werte hat,    2. bei der für die     Aufpressung    des     Isolier-          mantels        erforderliehen    Temperatur von etwa  100-110   C nicht oder nur wenig     deformiert     wird,       ä.    grosse Härte     besitzt    und  4. genügend biegsam ist, um auf den Lei  ter aufgebracht werden zu können.  Versuche haben ergeben, dass das einfache  Ausspritzen beispielsweise des Polystyrols  aus einer     Düse    nicht zu mechanisch brauch  baren Fäden und Bändern führt.

   Die so her  gestellten Bänder sind vielmehr spröde wie       .las    Ausgangsmaterial und brechen schon  bei verhältnismässig ,geringer Beanspruchung.  Es wurde nun gefunden,     dass    man aus an  sich spröden     Polymerisationsprodukten    von       Aryl-Olefinen,    insbesondere     aus        Po.ystyrol     Bänder und Fäden mit den gewünschten  Eigenschaften herstellen kann, wenn man das  Material aus einer Düse unter gleichzeitigem           Pressdruck    auf diese Düse bei     erhöhter    Tem  peratur so auszieht,     dass    die Auszugs  geschwindigkeit grösser ist als die Austritts  geschwindigkeit aus der Düse.

   Das dabei  entstehende Gebilde hat einen geringeren  Querschnitt als die Düse, aus der es gezogen  wurde. Das Material erleidet dabei eine  Gefügeänderung, auf die die veränderten  mechanischen Eigenschaften zurückzuführen  sind. Werden     beispielsweise    Fäden her  gestellt, so weist die     günstigsten    mechani  schen     Eigenschaften,    wie Versuche ergeben  haben, ein solcher Faden auf, dessen Durch  messer infolge der erhöhten Auszugs  geschwindigkeit auf etwa den dritten Teil  des Düsendurchmessers verringert ist.

   Es  wurde weiter gefunden,     .dass    insbesondere bei  Verarbeitung von Polystyrol diese mechani  schen Eigenschaften am     besten    dann erreicht  werden können, wenn man die Temperatur  des Materials auf 140 bis 155   hält. Ein bei  diesen     Versuchsbedingungen    hergestellter  Faden ist so. biegsam, dass er bei normaler  Temperatur ohne zu brechen, um seinen eige  nen     Durchmesser    gewickelt werden kann.  Auch beider Herstellung von Bändern haben  sich die oben     beschriebenen        Versuehsbedin-          gungen    als die     günstigsten    erwiesen.

   Die  Bänder können- von vornherein in der  gewünschten Breite hergestellt werden; sie  können aber     auch    nachträglich aus einem  breiteren Bande     geschnitten    werden.  



  Man kann nach dem beschriebenen Ver  fahren aus .den genannten     Polymerisations-          produkten    auch Bänder und Fäden herstellen,  die     ferromagnetisohe    Eigenschaften aufwei  sen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise  Polystyrol auf solche Temperaturen erwärmt,  dass, es flüssig wird;

   sodann wird der flüssi  gen Masse eine     ferromagnetische    Legierung,  beispielsweise eine     Nickel-Eisen-Legierung    in  Pulverform     beigemengt.    Nach dem Erkalten  wird die     so.    gewonnene     Mischung    wie reines  Polystyrol nach dem eingangs beschriebenen  Verfahren zu Bändern, Fäden oder derglei  chen     verarbeitet.     



  Da sich Polystyrol vor andern Isolierstof  fen der Elektrotechnik durch einen sehr nie-         dingen    Verlustwinkel auszeichnet, und da es  ferner eine kleine     Dielektrizitätskonstante     und eine hohe Isolierfähigkeit besitzt, zeigt       da.s    mit ihm     hergestellte    magnetische Material  nicht nur geringe     dielektrische    und magne  tische Verluste, sondern auch eine geringe  Änderung :dieser Verluste mit der Frequenz,  so     -dass    es sich besonders:

   zur stetigen induk  tiven Belastung solcher Signalleiter eignet,  die für hohe     Frequenzen    bestimmt sind, bei  spielsweise zur Belastung von     Seekabelleitun-          gen,    die mit     Trägerfrequenzkanälen    betrie  ben werden sollen.  



  Die nach dem bisher beschriebenen Ver  fahren hergestellten Bänder lassen sich senk  recht zu ihrer     Längsrichtung    über kleine  Durchmesser biegen ohne zu brechen; in der  Längsrichtung selbst aber sind sie noch  spröde und spaltbar.  



  Versuche ergaben weiter,     :dass    sich aus  Polystyrol oder ähnlichen an sich spröden       Polymerisationsprodukten    von     Aryl-Olefinen,     auch Bänder und Folien herstellen lassen, die  in jeder Richtung biegsam und nachgiebig  sind und somit ihre Sprödigkeit vollständig  verloren hauen. Dieses Ziel     kann    dadurch er  reicht werden, dass ein bei erhöhter Tempe  ratur aus einer Düse gespritztes Band der       Kunstmasse    während des     Anpressens    oder  unmittelbar nach dem Auspressen aus der  Düse nicht nur einem Längszug, sondern auch  einer     Querreckung    unterworfen wird.

   Es hat  sich gezeigt, dass die ausgezogenen und quer  gereckten Bänder und Folien dann die gün  stigsten mechanischen     Eigenchaften    aufwei  sen, wenn ihre Dicke während des Ausziehens  in Längs- und     Querrichtung    auf etwa     '!e    der  ursprünglichen Dicke zurückgeht. Um voll  kommen homogene Folien zu erhalten,  empfiehlt es sich ferner, das Material in  Längs- und Querrichtung gleichmässig stark  auf Zug zu beanspruchen.  



  Welche Apparatur zur Ausübung des Ver  fahrens: benutzt wird, ist für die Erfindung  an sich belanglos. Im folgenden sei als Bei  spiel anhand der     Abb.    1 und 2 der beiliegen  .den Zeichnung eine     Ausführungsform    des  Verfahrens beschrieben, bei der eine an sich      bekannte Vorrichtung benutzt wird. Das zu  verarbeitende Material,     beispielsweise    Poly  styrol, wird zunächst bei erhöhter Tempera  tur, vorzugsweise<B>150',</B> aus einem Mundstück  1 mit einer Düse von: rechteckigem Quer  schnitt ausgepresst.

   Das heraustretende Band  gelangt sodann in die     Streckvorrichtung,    die  zwei endlose Bänder 2 besitzt, die über Rol  len 3 laufen und in der aus     Abb.    2     ersicht-          liehen    Weise auseinander strebend angeord  net sind. Die Rollen werden in geeigneter  Weise angetrieben, so     .dass        sich    die obere       Seite    der Bänder 2 von der Düse fortbewegt.  Die Geschwindigkeit dieser Fortbewegung  ist grösser als die, mit der das Band aus der  Düse austritt.

   Auf den Bändern. 2 sind kleine  Stifte d angebracht, die das aus der Düse  tretende Band erfassen und     mitnehmen.    Da,  wie aus     Abb.    2 ersichtlich, der Abstand der       Bänder    2 gegen das Ablaufende hin zunimmt,  so wird das aus -der Düse kommende Band       auch    in der Querrichtung gestreckt.

   Nach dem  Verlassen der Streckvorrichtung wird die fer  tige Folie auf einer Vorrichtung 5 auf  g     a        ewickelt.        IN        ktigenfalls        muss        man        die        Folie     zwischen Streckvorrichtung und     Aufwickel-          vorrichtung    noch abkühlen lassen.  



  Die nach dem neuen Verfahren hergestell  ten Bänder und Folien eignen sich wegen  ihrer guten     dielel,:trischen    Eigenschaften be  sonders als Isolationsmaterial von elektrischen  Einrichtungen, beispielsweise Wickelkonden  satoren. Ferner können Bänder, die nach dem  Verfahren gemäss, der Erfindung hergestellt  worden sind, als- Ersatz .der bisher bei  Kabeln üblichen     Papierbandisolation    verwen  det werden. Weiterhin können die Folien  zum Aufbau von geschichteten Isolierstoffen  verwendet werden.  



  Ferner kann das eingangs     beschriebene     Verfahren auch auf die Herstellung von bieg  samen Rohren oder     Schläuchen    angewendet  werden. Dabei wird vorzugsweise ein. Mund  stück mit ringförmiger     Üffnung    verwendet,  während im     übrigen    an der beschriebenen  Arbeitsweise nichts     geändert    wird. Aus dem       Mundstück    wird -der Schlauch so ausgepresst  und     gleichzeitig        ausgezogen,        dass    die Aus-         zugsgesehwindigkeit    des Schlauches. grösser       ist,    als seine Austrittsgeschwindigkeit aus  dem Mundstück.

   Infolgedessen     vermindern     sich Durchmesser und Wandstärke des  Schlauches.  



  Unter Umständen kann es     vorteilhaft     sein, den so hergestellten biegsamen Schlauch  unmittelbar auf einen Kern, beispielsweise  einen metallischen Leiter     aufzubringen.    Zu  diesem Zweck kann der     Mittelteil    des Mund  stückes durchbohrt sein und als Führung für  den metallischen Kern, beispielsweise Kupfer  draht dienen. Eine Anordnung zur Ausübung  dieses Verfahrens ist in     Abb.        3@    in     einer    bei  spielsweisen Ausführungsform dargestellt.  



  Von. dem Vorratshaspel a läuft der  Kupferdraht b durch das Einsatzstück c einer       Pressvorrichtung    d über eine Abzugsscheibe  e auf den Haspel f. In der     Pressvorrichtung     d befindet sich     Polystyrolmas#se    g, die aus  dem     Mundstück        la    in Form     eines    Schlauches  austritt, der sich an der Stelle i um den Lei  ter b     legt.    Die Geschwindigkeit der Abzug  scheibe e wird durch den Motor     k    und ein  Getriebe m so     eingestellt,        dass,

      der aus dem  Mundstück h     austretende        Sehlauch    aus Poly  styrol eine Streckung und Durchmesserver  ringerung     erfährt    und dabei an der Stelle i  auf den Leiter gezogen wird.     Zwischen    ,dem  Mundstück h und der     Abzugscheibe    e ist eine  Kühlvorrichtung     n    angebracht. Durch An  ordnung mehrerer Pressen     hintereinander     oder durch geeignete     Ausbildung        des,    Mund  stückes kann man den Leiter in einem Arbeits  gang auch mit mehreren Hüllen umgeben.  



  Es ist     zweckmässig    sowohl     zwischen    dem  Kupferleiter und der ersten Isolierhülle, als  auch     zwischen    den einzelnen Isolierhüllen  dünne Fettschichten oder dergleichen anzu  ordnen, die verhindern,     -dass@    die einzelnen  Hüllen aneinander     und    an dem Metall fest  kleben. Ausser Fett ist hierzu auch jeder  andere das Haften verhindernde,     dielektrisch     hochwertige Stoff, der     Isoliermaterial    und  Metall nicht angreift, verwendbar.  



  Von besonderer     Bedeutung    ist -das Ver  fahren gemäss der Erfindung für die Her  stellung von     Luftraumadern    für Fernmelde-           kabel.    Mit der in     Abb.    3 beschriebenen Ein  richtung ist es möglich, in einem einzigen  Arbeitsgang     Luftraumadern    herzustellen,  wenn man,     zwischen    dem Haspel a und dem       Einsatzstück    c eine an sich bekannte     Vorrioh--          tung    zur Aufbringung einer Faden- oder       Kordelbewicklung    anordnet.

   Es ist aber auch  möglich, die Faden- oder     Kordelbewicklung     zuvor in einem besonderen Arbeitsgang auf  zubringen. Der Faden kann ebenfalls aus  Polystyrol bestehen; es kann aber auch  irgendein anderes geeignetes Isoliermaterial,  beispielsweise Papier, Anwendung finden.  Die so     vorbereitete    mit einem Faden um  wickelte Kupferader wird dann unmittelbar  hinter der     Pressvorrichtung    mit einer     schlauch-          förmigen    Hülle aus Polystyrol überzogen.  



  Gegenüber den bekannten Papierluft  raumadern weist die     vorbesohriebene    Isola  tion der     Luftraumader    wesentlich bessere  elektrische     Werte    auf. Die     mittlere        Dielek-          trizitätskonstante    beträgt 1,3 bis 1,4 und     die     Tangente des Verlustwinkels 0,2.10-3 (ge  genüber 1,6     bezw.    3.10-3 bei     Papierluft-          e,    .  



  Will man mehrere     Luftraumadern    mit  einander     verseilen,    so empfiehlt es sich, die  Adern vorher auf etwa 50-70   zu erwärmen.       Nach    der Abkühlung behalten dann die  Adern genau diejenige Lage bei, die sie im  warmen Zustande eingenommen haben. Die  Kapazitätswerte einer solchen Adergruppe  bleiben auch unter ungünstigen Verhältnis  sen, zum Beispiel bei der Verlegung von See  kabeln, weitgehend konstant.  



  Um die     Lage    der Einzeladern zueinander  und damit die Kapazitätswerte der Sprech  kreise festzulegen, kann man auch so vor  gehen, dass man alle oder einen Teil der Ader  gruppen mit je einer     schlauchförmigen    Hülle  aus Polystyrol, vorzugsweise ohne Benutzung  einer das Kleben verhindernden     Zwischen-          schicht,    überzieht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von biegsamen künstlichen Gebilden unter Verwendung von an sich spröden Polymerisationsprodukten von Aryl-Olefinen, dadurch gekennzeichnet, .dass man die Polymerisationsprodukte bei er höhter Temperatur aus einer Düse unter gleichzeitigem Pressdruck auf diese Düse so auszieht, dass die Auszugsgeschwindigkeit grösser ist als die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Auszugs geschwindigkeit so erhöht wird, dass der Querschnitt des künstlichen Gebildes auf mindestens die Hälfte des Düsenquer schnittes verringert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, un ter Verwendung von Polystyrol als Poly- merisationsprodukt, dadurch ,gekennzeioh- net, dass das, Polystyrol während des Ziehens auf einer Temperatur von 140 bis 155 gehalten wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, zur Herstellung von biegsamen künstlichen Gebilden mit ferromagnetischen Eigen schaften, dadurch gekennzeichnet, dass dem Polymerisationsprodukt vor dem Ausziehen eine ferromagnetisehe Legie rung in Pulverform beigemengt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, zur Herstellung von biegsamen Bändern und Folien, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisationsprodukt nach dem Aus tritt aus der Düse auch einer Quer reckung unterworfen wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Querreckung während der Längsstreckung stattfindet. 6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeieh- net, dass die Querreckung unmittelbar nach der Längsstreckung stattfindet. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Dicke des aus der Düse austretenden Bandes während des Aus ziehens in Längs- und Querlichtung auf etwa @,/9 :der ursprünglichen Dicke ver mindert wird. B. Verfahren nach Patentanspruch I und U nteransprüe-hen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Streck behandlun.g das aus der Düse austre tende Band in Längs- und Querrichtung in gleich starkem Masse auf Zug bean sprucht wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch I zur Herstellung von biegsamen Rohren oder Schläuchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisationsprodukt aus einem Mundstück mit ringförmiger Offnung ausgezogen wird. 1.0. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch. 9 zur Herstellung minde stens einer Isolierhülle auf einem metalli schen Leiter, dadurch gekennzeichnet.

   da.ss der metallische Leiter durch eine im Mittelteil des 14iundstückes vorgesehene Bohrung geführt und von dem gestreck- ten Schlauch aus Polymerisationsprodukt umhüllt wird. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 9 zur Herste'ilung mehre rer Isolierhüllen auf einem metallischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, da.ss so wohl zwischen dem metallischen Leiter und der ersten Isolierhülle, als auch zwi schen den einzelnen Isolierhüllen dünne Schichten aus dielektrisch hochwertigem Stoff angeordnet werden, die ein Kleben der Hüllen aneinander und an dem metal lischen Leiter verhindern. 12.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass als Schichten aus dielektrisch hochwertigem Stoff Fettschichten ver wendet werden. 13. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 9 und 10 zur Herstel lung von Luftraumadern, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter zu nächst mit einer Bewicklung aus Isolier material umgeben wird, und da.ss darüber der biegsame Schlauch aus Polymerisa- tionsprodukt gezogen wird. 14.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 13, dadurch gekennzeieh- lief, dass zur Herstellung der fiewicklung Po.lymerisationsprodukt in Kordelform verwendet wird. 15. Verfahren nach Patenta-ivspruch I und Unteranspruch<B>13,</B> dadurch gekennzeich net, dass zur Herstellung der Bewicklung Poly meiisationsprodukt in Fadenform verwendet wird. 16.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 13, zur Herstellung von Adergruppen aus Einzeladern, -die mit einer rohrförmigen Hülle aus Polymeri- sati.onsprodukt überzogen sin4,dadurch gekennzeichnet, dass die Adern vor der Verseilung zu Adergruppen auf etwa 50 bis 70 erwärmt werden. 17.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 13 zur Herstellung von Adergruppen aus Einzeladern, die mit einer rohrförmigen Hülle aus Polymerisa- tionsprodukt isoliert sind, dadurch ge kennzeichnet, dass die Adergruppen mit einer rohrförmigen Hülle aus Polymeri- sationsprodukt überzogen werden. PATENTANSPRUCH II: Elektrischer Leiter bestehend aus minde stens einer isolierten Ader, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteranspruch 10.

   UNTERANSPRü GHE 18. Elektrischer Leiter nach Patentanspruch 1I, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 12. 19. Elektrischer Leiter nach Patentanspruch II, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 14. 20. Elektrischer Leiter nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Unteran spruch 16. 21.

   Elektrischer Leiter nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, hergestellt nach :dem Verfahren gemäss Unteran spruch 17.