CZ18564U1 - Způsob výroby sloučeniny železa a dextranu, při němž se molekulová hmotnost dextranu snižuje hydrolýzou a funkční aldehydové koncové skupiny dextranu se převádějí na alkoholové skupiny hydrogenací. Následně se dextran ve vodném roztoku smísí s nejméně jednou ve vodě rozpustnou železitou solí, k výslednému roztoku se přidá baze k vytvoření hydroxidu železitého a vzniklá směs se zahřívá k přeměně hydroxidu železitého na oxyhydroxid železitý ve formě asociační sloučeniny s dextranem. Dextran se hydrogenuje pouze částečně, takže zbývá nejvýš 15 % hmotnostních redukujících cukrů, přepočítáno na celkové množství uhlohydrátů a dextran se před smísením s železitou solí a po hydrogenací podrobí oxidaci, přičemž hydrogenace a oxidace vedou ke tvorbě dextranu, v němž jsou v podstatě všechny aldehydové skupiny převedeny na alkoholové skupiny a na karboxylové skupiny. Získaná sloučenina dextranu a železaje vhodná pro výrobu farmaceutického prostředku pro parenterální podání pro profylaxi nebo léčení nedostatku železa. - Google Patents

Description

Vícevrstvá plastová trubka

Oblast techniky

Technické řešení se týká vícevrstvé plastové trubky se zvýšenou odolností vůči poškození a použitelné zejména pro tlakové rozvody vody a plynů.

Dosavadní stav techniky

Již po několik posledních desetiletí jsou plasty zavedeným a osvědčeným materiálem pro výrobu trubek. Dominantním materiálem tlakových trubek rozvodů vody a plynu se postupem doby stal vysokohustotní polyethylen (HDPE). Přes své nesporné výhody vsak vykazují polyethylenové trubky také určité nevýhody. Jejich nej závažnější nevýhodou je citlivost na mechanické poškození jejich povrchu, které způsobuje iniciaci trhlin a v konečném důsledku výrazné zkrácení jejich životnosti. Obvyklým technickým opatřením, které zamezuje povrchovému poškození trubek je jejich ukládání do pískového lože. Toto řešení je však ekonomicky značně náročné.

Novější způsob ochrany trubek před jejich poškozením umožňujícím využít nových postupů kladení potrubí bez pískového obsypu, jakými jsou např. ukládání pluhováním, ukládání protlakem nebo tzv. relining, je založen na aplikaci vnější ochranné vrstvy z lehčeného polyethylenu nebo modifikovaného rázu vzdorného polypropylenu. Vnější ochranná vrstva není spojena s materiálem trubky. Tento způsob ochrany je sice účinný, avšak přináší určité komplikace při svařování trubek, kdy je nezbytné ochranný obal v místě svaru za pomoci speciálních přípravků odstranit.

Řešení konstrukce trubky s ochrannou vrstvou pevně spojenou s materiálem trubky popisuje patentová přihláška EP 0 869 304. V tomto případě dvouvrstvá trubka vyrobená koextruzí sestává z vnější vrstvy ze sesíťovaného sílaném roubovaného polyethylenu a vnitřní vrstvy z vysokohustotního polyethylenu. Nevýhodou tohoto řešení je technicky komplikované spojování potrubí, protože sesíťovaný polyethylen se nedá svařovat.

Vícevrstvé trubky se zvýšenou odolností proti vzniku trhlin při mechanickém namáhání popisuje přihláška vynálezu CZ 2003-1083 (EP 2000/00203671). Minimálně dvouvrstvé trubky sestávají z hlavní vrstvy a tenčí vnitřní vrstvy materiálů na bázi polyethylenu, které se liší svou hodnotou FNCT (Full Notched Creep Test), přičemž materiál vnitřní a s výhodou dalších vrstev vykazuje vyšší hodnotu FNCT než materiál vrstvy hlavní. S výhodou mohou být trubky opatřeny vnější vrstvou ze sesíťovaného polyethylenu, nebo ze stejného materiálu, jaký je aplikován na vrstvu vnitřní. Nevýhodou tohoto řešení je, že vrstva s nižší hodnotou FNCT a tedy méně odolná proti šíření trhliny iniciované povrchovým vrypem je buď přímo vnější vrstvou trubky (v případě dvouvrstvé trubky) a trubka pak může být poškozena ve svém nejslabším místě, nebo je překryta odolnějším materiálem s vyšší hodnotou FNCT (u tří vrstvě trubky), avšak podle specifikace chráněného konstrukčního provedení trubky může být tato vnější vrstva pouze 0,3 mm silná a nemůže tedy poskytovat dostatečnou ochranu vůči účinkům mechanickému poškození. Z technické praxe je totiž dostatečně známo, že při manipulaci s plastovými trubkami často dochází ještě před jejich ukládáním k poškození vnějšího povrchu trubek vrypy až do hloubky větší než je 1/10 tloušťky stěny trubky.

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňuje třívrstvá plastová trubka podle technického řešení.

Podstata technického řešení

Podstata technického řešení vícevrstvé plastové trubky, které odstraňuje výše uvedené nevýhody spočívá v tom, že vícevrstvá plastová trubka obsahuje nejméně tři osově soustředné a vzájemně pevně spojené vrstvy materiálů na bázi polyethylenu lišících se molekulární a nadmolekulámí strukturou o poměru celkové tloušťky stěny trubky ku vnějšímu průměru trubky 11 až 17, při-1 CZ 18564 Ul čemž vnitřní vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/10 až 1/4 celkové tloušťky stěny trubky a je z homopolymeru ethylenu s unimodální distribucí molámích hmotností o hustotě 0,94 g/cm³ až 0,95 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,8 GPa, střední vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/2 až 7/10 celkové tloušťky stěny trubky a je z homopolymeru ethylenu s bimodální distribucí molámích hmotností o hustotě nejméně 0,95 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,9 GPa a pevností v tahu na mezi kluzu při 23 °C nejméně 22 MPa a vnější vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/5 až 3/10 celkové tloušťky stěny trubky a je z kopolymeru ethylenu s α-olefinem vybraným ze skupiny zahrnující propen, 1-buten, 1-hexen a 1okten s bimodální distribucí molámích hmotností o hustotě 0,94 g/cm³ až 0,96 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,8 GPa.

Dále jsou uvedená další možná provedení technického řešení, které jeho podstatu účelně rozvíjejí nebo konkretizují.

Materiál vnitřní vrstvy trubky obsahuje nejvýše 3 % hmotn. pigmentu na bázi TiO₂ nebo ZnO, materiál střední vrstvy trubky obsahuje 1 % až 3 % hmotn. pigmentu na bázi sazí.

Vrstvy trubky jsou spojeny v tavenině při společném toku taveniny materiálů vytlačovacím nástrojem při jejich výrobě koextruzí.

Technické řešení vychází z osvědčeného principu vrstveného materiálu, tzv. „sandwich“, ve kterém se vzájemnou kombinací materiálových vlastností dociluje takových užitných vlastností výrobku, které jsou jiným způsobem dosažitelné jen obtížně, nebo jsou zcela nedosažitelné. Každá z uvedených tří vrstev má díky vhodně zvolenému materiálu svou specifickou funkci a zajišťuje trubce určité užitné vlastnosti.

Materiál vnitřní vrstvy trubky je houževnatý, díky své unimodální distribuci molámích hmotností obsahuje nižší podíl krystalické fáze než materiál střední vrstvy a vytváří hladký a lesklý vnitřní povrch trubky. Hladký a lesklý povrch minimalizuje hydrodynamické tlakové ztráty při dopravě vody a kromě toho také zlepšuje hygienické vlastnosti trubek, neboť hydrofobní lesklý povrch omezuje usazování řas a bakterií uvnitř potrubí. Materiál vnitřní vrstvy trubky (i) je s výhodou pigmentován bíle a umožňuje tak snadnou vizuální kontrolu stavu potrubních systémů a detekci poruch pomocí vlečené kamery.

Materiál střední vrstvy trubky se vyznačuje díky své molekulární struktuře vysokým obsahem krystalické fáze, z čehož vyplývá i jeho vysoká pevnost a tuhost. Materiál střední vrstvy zajišťuje trubce vysokou odolnost vůči vnitřnímu přetlaku.

Materiál vnější vrstvy trubky z kopolymeru ethylenu s bimodální distribucí molámích hmotností se vyznačuje extrémně vysokou houževnatostí a odolností vůči šíření trhliny. Materiál svrchní vrstvy zajišťuje trubce maximální odolnost vůči negativním vlivům mechanického poškození při manipulaci a ukládání potrubí na její životnost. Vlastnosti použitého materiálu neumožňují šíření trhlin iniciovaných povrchovým poškozením např. škrábanci (vrubový efekt) do nitra stěny trubky, které je častou příčinou selhání jednovrstvých trubek z HDPE.

Výhodou technického řešení je vyvážený soubor užitných vlastností trubky, které předčí vlastnosti trubek vyráběných podle doposud zavedených technických řešení, především však jsou trubky podle uvedeného technického řešení odolné následkům mechanického poškození vnějšího povrchu až do hloubky 20 % tloušťky trubky. Trubky podle technického řešení je tedy možné ukládat všemi známými bezvýkopovými postupy včetně technologie protahování do starých potrubních vedení, tzv. relining, kdy je trubka vystavena zvláště vysokému riziku poškrábání jejího povrchu. Pri pokládce do výkopu pak trubku podle technického řešení není nutné ukládat do pískového lože, ale k jejímu obsypu je možné bez rizika použít vytěženou zeminu.

-2CZ 18564 Ul

Příklady provedení

Příklad 1

Vodovodní trubka tlakové třídy PN 16 o vnějším průměru 110 mm a tloušťce 10,0 mm (SDR=11) byla vyrobena koextruzí podle technického řešení. Tloušťka vnitřní vrstvy činila 1,0 mm, tloušťka střední vrstvy činila 6,5 mm a tloušťka vnější vrstvy činila 2,5 mm. Jako materiál vnitřní vrstvy byl použit vysokohustotní polyethylen výkonové třídy PE 80 s unimodální distribucí molámích hmotností, hustotou (dle ISO 1183) 0,946 g/cm³, který vykazoval modul pružnosti v tahu (dle ISO 527-1) 850 MPa a obsahoval 0,8 % hmotn. anatasové titanové běloby. Jako materiál střední vrstvy byl použit vysokohustotní polyethylen výkonové třídy PE 100 s bimodální distribucí molámích hmotností, hustotou (dle ISO 1183) 9,51 g/cm³, který vykazoval modul pružnosti v tahu (dle ISO 527-1) 1100 MPa, pevnost v tahu (dle ISO 527-1) 25 MPa a obsahoval 2,25 % hmotn. sazí. Na vnější vrstvu trubky byl využit kopolymer ethylenu a 1-hexenu výkonové třídy PE 80 s bimodální distribucí molámích hmotností, hustotou (dle ISO 1183) 0,943 g/cm³, který vykazoval modul pružnosti v tahu (dle ISO 527-1) 800 MPa a byl modře pigmentovaný (odstín královská modř).

Jako kontrolní vzorek sloužila trubka tlakové třídy PN 16 o vnějším průměru 110 mm a tloušťce 10,0 mm (SDR=11) vyrobená ze stejného typu polyethylenu jako střední vrstva trubky podle technického řešení, tedy z vysokohustotního polyethylenu výkonové třídy PE 100 s bimodální distribucí molámích hmotností, hustotou (dle ISO 1183) 9,51 g/cm³, který vykazoval modul pružnosti v tahu (dle ISO 527-1) 1100 MPa, pevnost v tahu (dle ISO 527-1) 25 MPa a obsahoval 2,25 % hmotn. sazí.

Obě trubky, trubka podle technického řešení a trubka referenční byly podrobeny zkoušce pomalého Šíření trhliny podle ISO 13479. Přířezy trubek byly na povrchu opatřeny čtyřmi rovnoběžnými podélnými vruby tvaru V o hloubce 2,0 mm a s úhlovou roztečí 90°. Vruby byly do trubek vyfrézovány kuželovou frézou s vrcholovým úhlem 90°, poloměr vrcholu činil 0,1 mm. Vrubované trubky byly testovány na odolnost vůči vnitřnímu přetlaku při teplotě 80 °C a vnitřním přetlaku 9,2 bar. Měřena byla doba do porušení trubek.

Tabulka 1: Výsledky testu odolnosti vůči pomalému šíření trhliny podle ISO 13479

Zkoušená trubka

Trubka podle technického řešení Referenční trubka

Průmyslová využitelnost

Doba do porušení trubky (80 °C, 9,2 bar)

8600 hodin

2300 hodin

Vícevrstvá plastová trubka se zvýšenou odolností vůči poškození podle technického řešení je využitelná ve stavebnictví jako prvek venkovních a vnitřních vodovodů, tlakových kanalizací a venkovních a vnitřních plynovodů.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Vícevrstvá plastová trubka, vyznačená tím, že obsahuje nejméně tři osově soustředné a vzájemně pevně spojené vrstvy materiálů na bázi polyethylenu lišící se molekulární a nadmolekulámí strukturou o poměru celkové tloušťky stěny trubky ku vnějšímu průměru trubky 11 až 17, přičemž vnitřní vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/10 až 1/4 celkové tloušťky stěny trubky a je z homopolymeru ethylenu s unimodální distribucí molámích hmotností o hustotě 0,94 g/cm³ až 0,95 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,8 GPa, střední vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/2 až 7/10 celkové tloušťky stěny trubky a je z homo-3CZ 18564 Ul polymeru ethylenu s bimodální distribucí molámích hmotností o hustotě nejméně 0,95 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,9 GPa a pevností v tahu na mezi kluzu při 23 °C nejméně 22 MPa a vnější vrstva trubky má tloušťku rovnající se 1/5 až 3/10 celkové tloušťky stěny trubky a je z kopolymeru ethylenu s a-olefmem vybraným ze skupiny zahrnující propen, 15 buten, 1-hexen a 1-okten s bimodální distribucí molámích hmotností o hustotě 0,94 g/cm³ až 0,96 g/cm³ a modulem pružnosti v tahu při 23 °C nejméně 0,8 GPa.

2. Vícevrstvá plastová trubka podle nároku 1, vyznačená tím, že materiál vnitřní vrstvy trubky obsahuje nejvýše 3 % hmotn. pigmentu na bázi TiO₂ nebo ZnO, materiál střední vrstvy trubky obsahuje 1 % až 3 % hmotn. pigmentu na bázi sazí.

ío

3. Vícevrstvá plastová trubka podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že vrstvy trubky jsou spojeny v tavenině při společném toku taveniny materiálů vytlačovacím nástrojem při jejich výrobě koextruzí.