BE1006346A3

BE1006346A3 - Werkwijze en inrichting voor het bedekken van een langwerpig voorwerp door extrusie.

Info

Publication number: BE1006346A3
Application number: BE9200979A
Authority: BE
Inventors: Alain Leplae; Gerard Vandewalle
Original assignee: Bekaert Sa Nv
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-07-26
Also published as: JPH06206246A

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het bekleden van een substraat (2) door extrusie met een deklaagmateriaal (3) waarbij het materiaal naar een eerste extrusiekop (4) omheen het substraat wordt aangevoerd en geextrudeerd waarna het aldus beklede voorwerp naar een tweede extrusiekop (5) wordt gevoerd en aldaar van uit een afgesloten ruimte (6) aan de ingang van de tweede kop in kontakt gebracht wordt met een tweede hoeveelheid van hetzelfde deklaagmateriaal en waarbij de hoeveelheid deklagmateriaal die wordt afgezet door de eerste extrusiekop (4) groter is dan de hoeveelheid die uiteindelijk overblijft op het substraat na doorgang doorheen de tweede extrusiekop (5).

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET BEDEKKEN VAN EEN LANGWERPIG VOORWERP DOOR EXTRUSIE De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het bedekken van een langwerpig voorwerp door extrusie. De bedoelde langwerpige voorwerpen, hierna genoemd substraten, zijn bijv. draden, banden, buizen of profielen uit metaal, glas, al dan niet versterkte kunststof of keramische stof.

Het bedekkingsmateriaal is een plastificeerbare stof, d. w. z. een stof die in een plastisch kneedbare vorm-kan gebracht worden, bijv. een thermoplastische kunststof.

Het is algemeen bekend metaaldraad en dergelijke door extrusie te omgeven met hetzij een relatief dunne, hetzij een relatief dikke kunststofdeklaag. Een thermoplastische kunst- stof - zoals bijv. nylon - wordt in de extrusiemachine gesmolten en met een schroef naar de extrusiekop aangevoerd en aldaar continu afgezet op het substraat dat doorheen een axiale boring in de extrusiekop doorloopt. Dergelijke bedekkingswijzen zijn beschreven in o. a. U. S.-octrooien 4. 588. 546 en 4. 838. 777.

In bepaalde gevallen is het moeilijk gebleken een gelijkmatige deklaagdikte te verzekeren op het substraat tijdens dit extrusieproces. In het bijzonder voor dunne deklagen, d. w. z. dunner dan 100 pm wordt de gelijkmatigheid problematisch. Wanneer de substraten bovendien een enigszins ruw oppervlak bezitten, riskeert men bovendien vlugger onbedekte plaatsen te krijgen op het substraat.

Ten behoeve van het realiseren van een deklaag met zo gelijkmatig mogelijke dikte vereist het toepassen van een enkele extrusiekop volgens de stand van de techniek overigens een vrij lang geleidingskanaal dat bovendien met relatief kleine speling het doorlopend substraat omsluit teneinde dit substraat behoorlijk te kunnen centreren in de extrusiekop.

Echter, door toepassing van deze kleine speling riskeert het

substraat zichzelf vast te klemmen in dit kanaal wanneer er her en der uitstekende oneffenheden voorkomen op het substraatoppervlak. In bepaalde gevallen worden overigens in de lange nauwsluitende centreringskanalen volgens de stand van de techniek de oneffenheden (uitsteeksels, en/of op het substraat liggende harde stofdeeltjes) afgesleept. De aldus meegesleepte deeltjes hopen zich dan op in het kanaal. Ook dit fenomeen leidt tot klemming van het substraat met eventuele breuk als gevolg.

Uit U. S. octrooi 4. 761. 129 is bekend een substraat in twee opeenvolgende extrusiestappen te bekleden met twee verschillende deklagen : de ene bovenop de andere. De beide deklaagmaterialen worden dan elk van uit een aparte voorraad-toegevoerd aan de samengestelde extrusiekop.

Verrassend is nu gebleken dat het volgens een bepaalde manier opsplitsen van de extrusiebekledingsbewerking in twee of meer opeenvolgende stappen toelaat het risico van ongelijkmatige deklaagdikte en van klemming van het substraat te vermijden.

De vinding betreft dus een werkwijze voor het continu bekleden van een substraat door extrusie met een plastificeerbaar deklaagmateriaal dat naar een eerste extrusiekop omheen het substraat wordt aangevoerd en daarop geextrudeerd.

Vervolgens wordt het aldus beklede substraat naar een tweede extrusiekop gevoerd en aldaar van uit een afgesloten ruimte aan de ingang van de tweede kop in kontakt gebracht met een tweede hoeveelheid van hetzelfde deklaagmatenaal. De hoeveelheid deklaagmateriaal die daarbij per eenheid van lengte van het substraat door de eerste kop wordt geextrudeerd is groter dan de hoeveelheid die op het substraat uiteindelijk overblijft na de doorgang doorheen de tweede kop.

In tegenstelling tot de werkwijze volgens U. S. 4. 761. 129 wordt volgens de vinding het deklaagmateriaal voor beide bekledingsstappen dus via een voedingskanaal toegevoerd.

De vinding betreft tevens een inrichting ter uitvoering van deze werkwijze. Ze omvat een huis met daarin een buisvormige doorgang voor het substraat en een toevoerkanaal voor het deklaagmateriaal omheen de uitgang van genoemde doorgang naar het eerste extrusiekanaal dat gevormd wordt door de eerste extrusiekop. Op dit eerste extrusiekanaal sluit een tweede aan, gevormd door de tweede extrusiekop. De aansluiting is daarbij derwijze uitgevoerd dat zich-tussen de uitgang van de eerste kop en de ingang van de tweede kop een afgesloten ruimte bevindt.

De vinding zal thans toegelicht worden aan de hand vÅan een uitvoeringsvorm onder verwijzing naar bijgaande figuren.

Nadere bijzonderheden en bijkomende voordelen zullen daarbij verduidelijkt worden.

Figuur 1 geeft een inrichting weer volgens de vinding in langsdoorsnede volgens de doorlooprichting van het substraat.

Figuur 2 betreft een dwarsdoorsnede van de eerste extrusie- kop volgens lijn AA in figuur 1.

Figuur 3 betreft een aanzicht van het eindvlak van de tweede extrusiekop met uitgangsopening voor bekle- ding van een draad met ronde dwarsdoorsnede.

De inrichting volgens figuur 1 is een gebruikelijke extrusieinrichting met voorraadtrechter, extrusieschroef, extrusiekop enz. voor het bekleden van langwerpige substraten met een deklaag uit plastisch materiaal. Wanneer het bekledingsmateriaal een thermoplastische kunststof is, omvat de extrusieinrichting in haar huis 1 bovendien geschikte verhittingsmiddelen voor het plastificeren van de te extruderen kunststof.

De inrichting is tevens voorzien van een op zichzelf bekende geschikte buisvormige doorgang 7 waardoorheen het te bekleden substraat 2, bijv. een metaaldraad continu axiaal wordt doorgevoerd. De uitgang 9 van deze doorgang 7 mondt uit tegenover de ingang van het eerste extrusiekanaal 10 dat gevormd wordt

door de extrusiekop 4. Bij deze uitgang 9 mondt eveneens het toevoerkanaal 8 uit voor het inmiddels geplastificeerde deklaagmateriaal 3. Het geplastificeerde materiaal wordt op de gekende wijze onder druk door de extrusieschroef (niet in detail voorgesteld) aangevoerd omheen de uitgang 9 van doorgang 7. In de eerste extrusiekop 4 vindt dan een eerste bedekking plaats met materiaal 3. Het aldus bedekte substraat loopt dan axiaal verder doorheen het aansluitende tweede extrusiekanaal 11 dat gevormd wordt door de tweede extrusiekop 5.

Vorm en afmetingen van de uitgangsopening 13 van de tweede kop 5 zijn daarbij zo gekozen dat de eindhoeveelheid deklaagmateriaal 3 die wordt afgezet per eenheid van lengte van het substraat kleiner is dan de hoeveelheid die wordt afgezet aan de uitgang van het eerste extrusiekanaal 10.

Beide extrusiekoppen 4 en 5 sluiten tegen elkaar aan via een tussenring 12 resp. een endring 16 die met behulp van geschikte schroefdraadverbindingen op huis 1 resp. op elkaar bevestigd zijn.

Volgens de vinding is tussen de uitgang van de eerste extrusiekop 4 en de ingang 14 van de tweede kop 5 een afgesloten ruimte 6 voorzien waarin zich tijdens het extrusieproces plastisch materiaal ophoopt. Deze ruimte 6 werkt dus als een soort tweede voorraadruimte voor het deklaagmateriaal en vangt het deklaagoverschot op dat afgestreken wordt door de uitgangsopening 13 van de tweede kop t. o. v. de overmaat die aangebracht werd door de eerste kop. Door het opslaan van deze overmaat vormt de afgesloten ruimte 6 eigenlijk een drukruimte die toelaat het bekledingsmateriaal met grotere druk tegen het substraatoppervlak aan te persen waardoor de hechting op dit oppervlak gunstig beïnvloed wordt en waardoor het buitenoppervlak van de deklaag dichter en gladder wordt.

Door het feit dat nu een dunner deklaag met gelijkmatige dikte kan aangebracht worden bespaart men ook deklaagmateriaal t. o. v. de vroeger gebruikte extrusiebekledingswijzen.

Voor deklagen dunner dan 100 gm, in het bijzonder uit nylon, zal een eerste verhouding A, d. i. de verhouding van de oppervlakte van de dwarssectie van uitgang 9 (loodrecht op de doorlooprichting van het substraat) tot deze van het substraat liggen tussen 1, 3 en 10, en bij voorkeur tussen 1, 4 en 6 en het best zelfs tussen 1, 5 en 5. Tegelijk zal een
EMI5.1
tweede verhouding B, d. de verhouding van de oppervlakte van de dwarssectie van kanaal 10 tot deze van de 9 i.liggen tussen 1, 05 en 6 en bij voorkeur tussen 1, 08 en 4 en het best zelfs tussen 1, 1 en 3. Deze verhoudingen gelden onafhankelijk van de vorm van de extrusie-opening van kanaal 10 en van de vorm van de uitgangssectie 9 of van de vorm van de substraatsectie.

De relatief ruime verhoudingsgrenzen bieden dus het voordeel eenzelfde uitgangsopening 9. en/of éénzelfde kanaalopening 10 te kunnen toepassen voor een reeks substraten met onderling verschillende substraatsectieoppervlakten. Tenslotte zal bij voorkeur in eenzelfde opstelling van de inrichting een combinatie van dwarssecties. gekozen worden waarbij bovengenoemde eerste verhouding A groter is dan bovengenoemde tweede verhouding B.

De geometrische vorm van de ruimte 6 is niet beperkt tot deze getoond-in figuur l. De kop 4 kan bijv. uitlopen op een kegelvormig eindvlak dat nagenoeg evenwijdig verloopt met het kegelvormige ingangsvlak 15 van extrusiekop 5.

Voorbeeld Een vuurverzinkte staaldraad 2 met diameter 1, 5 mm werd geschikt voorverwarmd en continu doorheen een extrusieinrichting geleid volgens figuur 1 en aldaar bedekt met een nylondeklaag met gelijkmatige dikte van 50 m. De gesmolten nylon bevond zieh op een temperatuur tussen 230 en 300 C en bezat een viscositeit van 50 tot 200 Pa. s bij een afschuifgradient tussen 400 en 3000 sec'. De uitgang 9 had een diameter van 2 mm, de cirkelvormige extrusieopening van het eerste extrusiekanaal 10 bedroeg 2, 3 mm en de diameter van de extrusieopening 13 van de tweede kop 5 bedroeg 1, 61 mm. Voor

een draaddiameter van 0, 72 mm en een deklaagdikte van 40 gm zal de opening 13 een diameter hebben van 0, 81 mm.

De extrusie-opening van kanaal 10 bedroeg in dit geval 2, 3 mm en deze van de uitgang 9 bedroeg 1, 6 mm. De druk op het bekledingsmateriaal 3 aan de ingang van het toevoerkanaal 8 bedraagt 40 tot 200 bar, bij voorkeur 50 tot 150 bar. Deze druk kan ingesteld worden in functie van vorm en oppervlakte van de substraatsectie en van de ruwheidsgraad van het substraatoppervlak, alsook van de gekozen verhoudingen A en/of B. Voor substraten met een relatief kleine dwarssectie- oppervlakte kan 50 tot 100 bar volstaan. Voor grotere dwarssecties is 90 tot 150 bar, in het bijzonder tot 120 bar aangewezen. De doorloopsnelheid van substraat 2 ligt tussen 50 en 500 m/min afhankelijk van de hoeveelheid af te. zetten nylon.

Voor de draadsecties en bekledingen volgens dit voorbeeld is een extrusiesnelheid van zowat 200 m/min geschikt gebleken voor de dikkere draad en zowat 400 m/min voor de dunnere draad. Deze snelheden zijn gevoelig hoger dan met de gebruikelijke nylonextrusie methoden voor het aanbrengen van een dunne hechtende nylonlaag.

De extrusiemethode en inrichting zijn niet beperkt tot het bedekken van ronde draden. Volgens de vinding kunnen eveneens profieldraden met ovale, veelhoekige, maansikkel- of cirkelsegmentvormige dwarssectie met een gelijkmatige kunststofdeklaag bekleed worden. Polyesterdeklagen (b. v. polyethyleentereftalaat) of andere kunststofbekledingen zijn eveneens toepasbaar wanneer ze analoge viscositeitseigenschappen bezitten als deze van de hierboven beschreven gesmolten nylon.

De vinding omvat derhalve ook de langwerpige voorwerpen die voorzien zijn van de gelijkmatige kunststofdeklaag, in het bijzonder de deklaag uit nylon of polyester met een dikte kleiner dan 100 m.

Claims

CONCLUSIES 1. Werkwijze voor het bekleden van een substraat (2) door extrusie met een deklaagmateriaal (3) waarbij het materiaal naar een eerste extrusiekop (4) omheen het substraat wordt aangevoerd en geextrudeerd waarna het aldus beklede voorwerp naar een tweede extrusiekop (5) wordt gevoerd en aldaar van uit een afgesloten ruimte,- (6)-aan de ingang van de tweede kop in kontakt gebracht wordt met een tweede hoeveelheid van hetzelfde deklaagmateriaal en waarbij de hoeveelheid deklaagmateriaal die wordt afgezet door de eerste extrusiekop (4) groter is dan de hoeveelheid die uiteindelijk overblijft op het substraat na doorgang doorheen de tweede extrusiekop (5).
2. Inrichting ter uitvoering van de werkwijze volgens conclusie 1 omvattende - een huis (1) met daarin een buisvormige doorgang (7) voor het te bekleden substraat (2) en toevoermiddelen voor het deklaagmateriaal, - een toevoerkanaal (8) voor het deklaagmateriaal omheen de uitgang (9) van doorgang (7) naar een eerste extrusie- kanaal (10), gevormd door de eerste extrusiekop (4) en - een op dit kanaal (10) aansluitend tweede extrusiekanaal (11) gevormd door de tweede extrusiekop (5) waarbij zich tussen de uitgang van de eerste kop (4) en de ingang (14) van de tweede kop (5) een afgesloten ruimte (6) bevindt.
3. Inrichting volgens conclusie 2 waarbij de verhouding A van de oppervlakte van de uitgang (9) tot deze van de dwarssectie van het substraat (2) ligt tussen 1, 3 en 10.
4. Inrichting volgens conclusie 3 waarbij 1, 5 : ; ; A : ; ; 5. <Desc/Clms Page number 8>
5. Inrichting volgens conclusie 2 of 3 waarbij de verhouding B van de oppervlakte van de dwarssectie van het eerste extrusiekanaal (10) tot deze van uitgang (9) ligt tussen 1, 05 en 6.
6. Inrichting volgens conclusie 5 waarbij EMI8.1 1, 18
7. Inrichting volgens conclusie 5 waarbij A > B.