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Verfahren zur Verfestigung von Rohren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfestigung von Rohren aus Polyvinyl- chlorid und dessen Mischpolymerisaten.
Es ist bekannt, dass man aus makromolekularen Stoffen, wie Polyvinylchlorid, Rohre herstellen kann, indem man das Material bei einer Temperatur, die weit oberhalb des Erweichungspunktes oder des Erwei- chungsbereiches, der bei 80 - 850C liegt. aus der Ringdüse einer Strangpresse austreten lässt. Nach dem
Stande der Technik liegt diese Temperatur sowohl für Emulsions-alsauch für Suspensionspolyvinylchlo- rid zwischen 160 und 200 C.
Es ist weiterhin bekannt, Rohre aus Polyvinylchlorid zum Zwecke der Kalibrierung um geringe Be- träge (bis etwa 10%) durch innerenüberdruck aufzuweiten. Kalibriert wird ein Rohr mit dem Ziel, einen genormten Aussendurchmesser genau einzuhalten. Es wird zu diesem Zweck unmittelbar nach Austritt aus der Ringdüse der Strangpresse in eine gekühlte zylindrische Hülse geführt, deren Innendurchmesser gleich dem genormten Durchmesser des Rohres ist. Ein Rohr aus Polyvinylchlorid hat beim Austrittaus der Extru- derdüse die obengenannte Temperatur von 160 bis 200 C. Durch Überdruck, der im Rohr herrscht, wird das 160 bis 200 C heisse Rohr gegen die Kalibrierhülse gepresst und dabei gegebenenfalls um einige we- nige Prozente aufgeweitet, damit es den genormten Durchmesser annimmt.
Es wird dabei keine Verfe- stigung erzielt, da die Aufweitung viel zu klein und die Temperatur zu hoch ist.
Es ist weiterhin bekannt, dass Stäbe aus Polyvinylchlorid durch Reckung im warmformbaren Bereich, der zwischen 80 und 1300C liegt, verfestigt werden können.
Es ist weiters bekannt, Rohre aus Polystyrol im warmformbaren Temperaturbereich durch inneren Überdruck gegen einen Formkanal aufzuweiten mit dem Ziel, eine Verminderung der Sprödigkeit her- beizuführen.
Es wurde nun gefunden, dass man Rohre aus Polyvinylchlorid oder solches enthaltenden thermopla- stischen Kunststoffen dadurch verfestigen kann, dass das aufzuweitende Rohr kontinuierlich einer Erhit- zungszone zugeführt und am Ende derselben in einem Temperaturbereich von etwa 50 bis 130 C unter
Wirksamwerden des Innendruckes sukzessive halbkugelförmig bis zum gewünschten Durchmeser aufge- weitet und gekühlt wird.
Bei dem vorliegenden Verfahren der Erfindung lassen sich in dem genannten Temperaturbereich durch
Innendruck gleichmässige Aufweitungen ohne Fliessstellen von 50 bis 300% erzielen. Diese Aufweitungen sind mit beträchtlichen Festigkeitssteigerungen verbunden. Die erzielte Festigkeitssteigerung ist von der
Temperatur, bei der das Aufweiten durchgeführt wird, abhängig. Je niedriger die Temperatur ist, desto höher ist die erzielbare Festigkeitssteigerung. Anderseits ist bei tieferen Temperaturen der erforderliche
Innendruck zum Aufweiten höher als bei höheren Temperaturen.
Besonders hohe Verfestigungen erhält man, wenn man die Aufweitung unterhalb des Erweichungsbereiches des Polyvinylchlorids, also unterhalb etwa 85 C, durchführt ; jedoch lassen sich auch oberhalb dieser Temperaturgrenze noch gewisse, wenn
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noch eine Festigkeit von etwa 850 kg/cm* erzielt werden. Demgegenüber haben die bisher bekannten handelsüblichen Polyvinylchloridrohre Festigkeitswerte von 500 bis 600 kg/c. m1..
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Das Kunst-
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stoffrohr 1, das von einer Schneckenstrangpresse 2 kommt, durchläuft die Kalibriervorrichtung 3 und eine Temperiervorrichtung4 welch letztere das Rohr auf die erfindungsgemässe Temperatur bringt. Am Austritt 5 aus dieser Temperiervorrichtung wird das Kunststoffrohr mittels Innendruck halbkugelförmig gegen eine zylindrische Kühlvorrichtung 6 aufgeweitet. Bei 7 wird das aufgeweitete Rohr mittels einer Abzugsvorrichtung abgezogen. Es ist vorteilhaft, wenn zwischen Kalibriervorrichtung 3 und Temperiervorrichtung 4 eine zweite Abzugsvorrichtung 7 angeordnet wird.
Die halbkugelförmige Aufweitung hat zur Folge, dass das Rohr sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der Längsrichtung verstreckt und verfestigt wird.
Die Temperiervorrichtung 4 ist vorteilhafterweise ein Flüssigkeitsbad (z. B. Glykol), das mit Dampf oder elektrisch beheizt und mit einer Regeleinrichtung auf der erfindungsgemässen Temperatur konstant gehalten wird. Gegebenenfalls kann die Temperiervorrichtung aber auch als elektrische Strahlungsheizung ausgeführt sein.
Das Verfahren lässt sich auf Rohre aus Polyvinylchlorid sowie auf solche aus Mischpolymerisaten von Vinylchlorid mit ändern mit diesen mischpolymerisierbarenMonomeren, sofern diese zumindest 50 % aus Vinylchlorid aufgebaut sind, ferner auf Gemische von Vinylchlorid oder dessen Mischpolymerisaten mit andern thermoplastischen Materialien anwenden.
Beispiel e i s p i e 1 1 : Ein Rohr aus Polyvinylchlorid mit 25 mm Innendurchmesser und 3 mm Wanddicke wird nach Verlassen der Kalibriervorrichtung einer Schneckenpresse durch ein Temperierbad geführt und darin auf eine Temperatur von 1200C gebracht. Nach dem Austritt aus dem Temperierbad wird das Rohr durch Innendurck gegen einen zylindrischen Kühler von 60 mm halbkugelförmig aufgeweitet. Das so hergestell-
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rohr verbesserte Schlagzähigkeit.
Beispiel 2 : Auf einer Strangpresse wird ein Rohr aus einem Polymergemisch aus 90 Teilen Polyvinylchlorid und 10 Teilen chloriertem Polyäthylen hergestellt. Dieses Rohr, das einen Innendurchmesser von 25 mm, eine Wanddicke von 4 mm und eine Festigkeit von 450 kg/cm in Längs- und Umfangsrichtung hat, wird durch das Temperierbad geführt und dabei auf eine Temperatur von 900C gebracht. Am Austritt aus dem Temperierbad wird das Rohr halbkugelförmig auf einen Durchmesser von 60 mm aufgeweitet. Das so aufgeweitete Rohr hat einen Aussendurchmesser von 60 mm, eine Wanddicke von 1 mm und eine Festigkeit von 700 kg/cmz in Umfangs- und Längsrichtung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verfestigung von Rohren aus Polyvinylchlorid oder solches enthaltenden thermoplastischen Kunststoffen durch Aufweitung der Rohre gegen einen Kühlmantel, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuweitende Rohr kontinuierlich einer Erhitzungszone zugeführt wird und am Ende derselben in einem Temperaturbereich von etwa 50 bis 1300C unter Wirksamwerden des Innendruckes sukzessive halb kugelförmig bis zum gewünschten Durchmesser gegen eine zylindrische Kühlvorrichtung aufgeweitet und gekühlt wird.