CS207812B1

CS207812B1 - Method of making the cable cores with the foam substance isolation for the electric cables

Info

Publication number: CS207812B1
Application number: CS276476A
Authority: CS
Inventors: Horst Eibig
Original assignee: Horst Eibig
Priority date: 1975-06-05
Filing date: 1976-04-27
Publication date: 1981-08-31

Description

(54) Způsob výroby žil s izolací pěnovou hmotou pro elektrické kabely(54) A method of producing foam-insulated cores for electrical cables

Vynález se týká způsobu výroby izolace žil z pěnové hmoty s hladkým povrchem a dobrými mechanickými vlastnostmi, pomocí výtlačného lisu při výhodně velké odtahové rychlosti, zejména pro žíly sdělovacích kabelů s tenkostěnnou izolací.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the production of foam insulation with a smooth surface and good mechanical properties by means of an extruder at a preferably high draw-off speed, in particular for conductor cores with thin-walled insulation.

Pro izolaci žil vysokofrekvenčních kabelů a sdělovacích kabelů se používají izolace z pěnových hmot, s výhodou z pěnového polyetylénu nebo jiných polyolefinů. Napěněním těchto základních plastických materiálů se určitý podíl pevné izolační látky nahradí rozpínacím plynem a později vzduchem a tím se dosáhne rezultující dielektrické konstanty, která se pohybuje pod dielektrickou konstantou základního plastického materiálu. Pomocí takto napěněných izolací se dají zlepšit přenosové vlastnosti kabelů nebo zmenšit jejich rozměry. Napěnitelné plastické materiály se předkládají buď jako specielní granulát, obsahující již nadouvadlo nebo se vyrábí smíšením granulátu základního plastického materiálu s nadouvadlem bezprostředně před lisováním vytlačováním.Foam insulations, preferably foamed polyethylene or other polyolefins, are used for the insulation of high-frequency cables and communication cables. By foaming these base plastics materials, some of the solid insulating material is replaced by expanding gas and later air, thereby achieving a resulting dielectric constant that is below the dielectric constant of the base plastics material. With such foamed insulations, the transmission properties of the cables can be improved or their dimensions reduced. The foamable plastic materials are either presented as a special granulate, already containing a blowing agent, or produced by mixing the granulate of the basic plastic material with the blowing agent immediately before extrusion.

S ohledem na kvalitu povrchu a mechanické vlastnosti tenkostěnné izolace žil přenosových kabelů, izolovaných plastickou hmotou se požaduje co možná jemně buněčnatá struktura pěny až k povrchu izolace, která se sice dosáhne pomocí známých nadouvadel, například na bázi azodikarbonaraidu, avšak je pro izolaci žil přenosových kabelů spojena s jinými nedostatky. Těmito se rozumí zejména rozdílný vliv přísad, například barviv pro označování izolačních obalů, na teplotu rozkladu nadouvadla, čímž vznikají u rozdílně nabarvených izolací nežádoucí kolísání napěňování.Due to the surface quality and the mechanical properties of the thin-walled insulation of the transmission cable cores, plastic insulated, a finely cellular foam structure is required up to the insulation surface, which is achieved by known blowing agents, for example azodicarbonaraid associated with other shortcomings. These are in particular the different influence of additives, for example dyes for marking the insulating shells, on the decomposition temperature of the blowing agent, thereby causing undesirable foaming fluctuations in differently colored insulations.

Jiná známá nadouvadla nemají tyto nevýhodné vlastnosti, ale vedou k relativně velkobuněčné struktůře pěnové hmoty, která je spojena se zhoršením kvality povrchu a mechanických vlastností. Toto má za následek, že při dalším zpracování takovýchto žil na svazky žil, popřípadě na duše kabelů, dochází k potížím v důsledku zvýšeného tření, jakož i větších vad izolace. Struktura pěny, vytvořená až k povrchu izolace žil a častá poškození stěn buněk vedou kromě toho ke značně vyšší citlivosti vůči vlhkosti.Other known blowing agents do not have these disadvantageous properties, but lead to a relatively large cellular foam structure which is associated with a deterioration in surface quality and mechanical properties. This has the consequence that further processing of such cores into core bundles or cable cores causes problems due to increased friction as well as major insulation defects. In addition, the foam structure formed up to the surface of the vein insulation and frequent cell wall damage lead to considerably higher moisture sensitivity.

Byl sice již předložen velký počet návrhů pro zabránění špatné kvalitě nebo snížení špatné kvality povrchu a mechanických vlastností izolace, napěněné na relativně hrubě buněčnatou strukturu, jakož i jejích vlivů při jejím dalším zpracování; avšak až dosud nemohlo být dosaženo podstatného odstranění uvedených nedostatků nebo bylo dosaženo jejich odstranění pouze za vynaložení velkého technického nákladu.Although a large number of proposals have already been made to prevent or reduce the poor quality of the surface and mechanical properties of the insulation, foamed on a relatively coarse cell structure, as well as its effects upon further processing thereof; however, until now it has not been possible to substantially eliminate these deficiencies, or to eliminate them only at high technical expense.

Tak je známo, že se drsné povrchy pěněných izolací žil buď u tenkostěnné izolovaných vysoko207812 • frekvenčních kabelů loupají nebo se u tenkostěnných izolací přenosových kabelů povlékají velmi tenkou plnoplastickou vrstvou.Thus, it is known that the rough surfaces of the foamed core insulations either peel off for thin-walled insulated high-frequency insulated cables or are coated with a very thin full-plastic layer in thin-walled transmission cable insulations.

Podle dalšího způsobu se používá pevných nebo kapalných kluzných prostředků, které se nanáší na žíly v tlouštoe vrstvy asi 1 pm bezprostředně před protlačováním lisováním a zmenšují se koeficienty tření izolace žil.According to another method, solid or liquid lubricants are used which are applied to the veins in a layer thickness of about 1 µm immediately before extrusion by compression and the coefficients of friction of the insulation of the veins are reduced.

Dále jsou známy způsoby pro zlepšení kvality povrchu nebo mechanických vlastností extrudátů, které spočívají na zesítění vhodnými plnidly, napěnění pod tlakem v dutině formy anebo s dodatečným chlazením nebo spočívají na tom, že se pouze středové oblasti taveniny doplněné nadouvadlem, protékající tryskou, udržují nad teplotou rozkladu nadouvadla, zatím co tavenina ve vytlačovacím lisu zůstává pod teplotou rozkladu a při styku se stěnami trysky se dodatečně neohřívá a zůstává tam nenapěněná.Further, methods are known for improving the surface quality or mechanical properties of extrudates, which consist of crosslinking with suitable fillers, foaming under pressure in the mold cavity or with additional cooling, or by maintaining only the central regions of the melt supplemented with a blowing agent flowing through the nozzle. The decomposition of the blowing agent while the melt in the extruder remains below the decomposition temperature and does not additionally heat upon contact with the nozzle walls and remains foamed there.

Všechny tyto návrhy jsou ale zatíženy nedostatky, které spočívají v tom, že všechny zlepšení kvality povrchu a mechanických vlastností napěněných extrudátů, zejména tenkostěnných izolací žil, lze dosáhnout pouze dodatečnými pracovními pochody, více nebo méně komplikovanými přídavnými zařízeními na vytlačovacím lisu nebo při nižší odtahovací rychlosti. U několika způsobů dochází dodatečně k větší spotřebě materiálu, popřípadě i ztráty izolačního materiálu a nadouvadla.However, all of these designs are subject to the drawbacks that any improvement in surface quality and mechanical properties of foamed extrudates, especially thin-walled core insulations, can only be achieved by additional work processes, more or less complicated attachments on the extruder or at a lower withdrawal speed. . In several ways, additional material consumption or loss of insulating material and blowing agent occurs.

Účel vynálezu, který se týká výroby izolací žil • z pěněného materiálu s hladkým povrchem a dobi rými mechanickými vlastnostmi při s výhodou i vysoké odtahovací rychlosti, zejména pro přenosoi vé kabely s tenkostěnnou izolací, spočívá v tom, j aby se odstranily uvedené nedostatky.The object of the invention, which relates to the production of insulated cores from a foamed material with a smooth surface and good mechanical properties at preferably a high withdrawal speed, in particular for portable cables with thin-walled insulation, is to overcome the above drawbacks.

I Vynález si klade za základní úlohu vyvinout způsob, který by dovolil vyrobiti izolace žil z pěněné hmoty s hladkým povrchem a dobrými mechanickými vlastnostmi, zejména pro tenkostěnné izolace přenosových kabelů, izolovaných plastickými hmotami, při s výhodou vysoké odtahovací rychlosti a za použití obvyklých vytlačovacích nástrojů v jediném pracovním pochodu, jakož i za použití takových nadouvadel, která za normálních podmínek dávají relativně hrubou buněčnou strukturu pěnové hmoty, avšak poskytují velmi rovnoměrné napěnění.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process which permits the production of core insulations of foamed material having a smooth surface and good mechanical properties, in particular for thin-walled insulating transmission cables insulated with plastics. in a single process, as well as using blowing agents which, under normal conditions, give a relatively coarse cellular foam structure but provide very uniform foaming.

Vynález vychází z poznatku, že napěnění není i závislé pouze na rozpínacím plynu, rozpuštěném j v taveníně plastické hmoty, nýbrž také na atmosfej rickém tlaku vzduchu a na fyzikálním chování plastického materiálu, podmíněném teplotou.The invention is based on the finding that foaming is not only dependent on the expansion gas dissolved in the plastic melt, but also on the atmospheric air pressure and the temperature-dependent physical behavior of the plastic material.

Podle vynálezu je tato úloha vyřešena tím, že se do vytlačovacího lisu přivádí k napěnění nadouvadlo s vysokomolekulárním polyetylénem střední až vysoké měrné hmotnosti, s výhodou v oblastiAccording to the invention, this object is achieved by supplying a blowing agent with a high-molecular weight polyethylene of medium to high density, preferably in the region of

PŘEDMĚTSUBJECT

1. Způsob výroby žil s izolací pěnovou hmotou pro elektrické kabely, s hladkým povrchem a dobměrné hmotností ρ = 0,925 až 0,941 g/cm³ a indexem toho i₂₁₆ = 0,2 až 2,5 g/10min., jehož termoplastická oblast bezprostředně po opuštění vytlačovacího nástroje nedosáhne k povrchu izolačního obalu žil a který při atmosferické expansi rozpínacího plynu, rozpuštěného ve vysoko viskózní tavenině vede k izolaci s průměrem buněk, zmenšujícím se ve směru k vnějšími povrchu.Process for the production of conductors with foam insulation for electric cables, with a smooth surface and with a good density of ρ = 0.925 to 0.941 g / cm ³ and an index thereof of ₂₁₆ = 0.2 to 2.5 g / 10min, the thermoplastic area of which upon leaving the extruder it does not reach the surface of the insulating sleeve of the veins and which upon atmospheric expansion of the expandable gas dissolved in the highly viscous melt results in insulation with a cell diameter decreasing towards the outer surfaces.

Podle dalšího znaku vynálezu dosáhne se tohoto i použitím směsí sestávající z polyetylénu s nižší měrnou hmotností a polyetylénu s vyšší měrnou hmotností nebo polypropylenu pro zpěňování.According to a further feature of the invention, this is also achieved by using mixtures consisting of a lower density polyethylene and a higher density polyethylene or polypropylene for foaming.

Podstatnou přednost vynálezu lze především spatřovat v tom, že bez využití dodatečných pracovních pochodů byl vytvořen způsob, který dovolí vyrobiti jak jen možná nej jednodušeji pěněné izolace žil s hladkým povrchem a dobrými mechanickými vlastnostmi, zejména s malými tloušťkami izolačních stěn a s výhodou rychlou odtahovací rychlostí, přičemž je možné upustit od komplikovaných a na poruchy citlivých přídavných zařízení na vytlačovacím lisu, neboť vytlačování lisováním pěněné izolace žil se provádí pomocí obvyklých, vhodně dimenzovaných stříkaček. Vzhledem k tomu, že odpadnou dodatečné způsoby zpracování nebo dodatečné pracovní pochody, vyplynou nadto úspory na materiálu.In particular, the essential advantage of the invention can be seen in the fact that, without the use of additional work processes, a method has been developed which makes it possible to produce as simple as possible foamed core insulation with a smooth surface and good mechanical properties, particularly low insulation wall thicknesses and preferably fast pulling speed. complicated and fault-sensitive auxiliary devices on the extruder can be dispensed with, since extrusion of the foamed core insulation is effected by means of conventional, suitably sized syringes. In addition, no additional processing or working steps are required, resulting in material savings.

Vynález bude dále blíže vysvětlen na jednom příkladu provedení.The invention will be explained in more detail below with reference to one embodiment.

Úprava základního materiálu polyetylénu s nadouvadlem se provádí o sobě známým způsobem pomocí vhodného míchacího agregátu za použití činidla pro zlepšení přilnavosti a při teplotě místnosti podle následující receptury:The treatment of the polyethylene base material with the blowing agent is carried out in a manner known per se by means of a suitable mixing unit using an adhesion promoter and at room temperature according to the following recipe:

100 hmotových dílů stabilizovaného a obarveného polyetylénu s měrnou hmotností 0,925 až 0,930 g/cm³ 100 parts by weight of stabilized and dyed polyethylene with a density of 0.925 to 0.930 g / cm ³

0,1 až 0,3 hmotového dílu směsi prostředku pro zlepšení přilnavosti, sestávající z nízkomolekulárního polyisobutylenu a parafinového oleje0.1 to 0.3 part by weight of a mixture of adhesion promoter consisting of low molecular weight polyisobutylene and paraffin oil

0,4 až 0,6 hmotového dílu nadouvadla na bázi sulfohydrazidu0.4 to 0.6 part by weight of a blowing agent based on sulfohydrazide

Zpracování takto připravené a do vytlačovacího lisu přivedené směsi se provádí při teplotách válců vytlačovacího lisu maximálně 205 až 215 °C, zatím co se teploty vytlačovací hlavy udržují nižší o 30 až 50 °C. Vytlačování se provádí štěrbinou vytlačovacího nástroje, sestávajícího z lisovníku a lisovnice s malým válcovým rovnoběžným vedením a poskytuje po opuštění lisovnice asi 50 až 150 mm pěnového polyetylenového obalu na vodiči, který se má izolovat, s hladkým povrchem a dobrými mechanickými vlastnostmi, který má ve svém jádru průměr buněk mezi ·50 až 100 μπι a ve svém povrchu průměr buněk 20 pm a méně a měrnou hmostnost 0,7 až 0,5 g/cm³.Processing of the mixture thus prepared and fed to the extruder is carried out at extruder roll temperatures of a maximum of 205 to 215 ° C, while the extruder head temperatures are kept at 30 to 50 ° C. The extrusion is performed by an extruder die consisting of a punch and die with a small cylindrical parallel guide and provides, after leaving the die, about 50 to 150 mm of polyethylene foam wrapper on the conductor to be insulated with a smooth surface and good mechanical properties in its a cell diameter between 50 to 100 μπι and a cell diameter of 20 µm or less on its surface and a specific gravity of 0,7 to 0,5 g / cm ³ .

Claims

OF THE INVENTION by means of an extruder at an advantageously high draw-off speed, in particular for the conductors of thin-walled transmission cables, characterized in that a blowing agent together with high-molecular-weight polyethylene of medium to high density, preferably specific gravity range ρ = 0.925 to 0.941 g / em ³ and flow index i ₂₁₆ = 0.2 to 2.5 g / 10 min, whose thermoplastic area does not reach the vein insulation surface immediately after leaving the extruder, and which at atmospheric expansion expansion gas dissolved in the high viscosity. The melt leads to insulation with a cell diameter decreasing towards the outer surface.

Method according to claim 1, characterized in that mixtures consisting of lower density polyethylene and higher density polyethylene or polypropylene are used for foaming.