DE1221431B

DE1221431B - Verfahren zur Aufbringung eines Thermoplast-ueberzuges auf die Innenflaeche eines im wesentlichen rohrfoermigen Gebildes

Info

Publication number: DE1221431B
Application number: DEP23551A
Authority: DE
Inventors: Ernest Carl Bernhardt; John Anthony Boxler; Philip Ephraim Prince
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1958-09-22
Filing date: 1959-09-18
Publication date: 1966-07-21

Description

Verfahren zur Aufbringung eines Thermoplastüberzuges auf die Innenfläche eines im wesentlichen rohrförmigen Gebildes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung eines Thermoplastüberzuges auf die Innenfläche eines im wesentlichen rohrförmigen Gebildes, z. B. einer Leitung durch Spritzen eines Schlauches aus dem thermoplastischen Material aus einer Ringdüse, der unter Bildung eines Überzuges zur Haftung an dem rohrförmigen Gebilde gebracht wird, wobei aus der aus der Ringdüse austretenden Schlauchfolie eine Blase gebildet und durch Füllung derselben mit einem Gas das Folienmaterial ausgedehnt und zur Anlage an der Innenseite des rohrförmigen Gebildes gebracht wird.
Zur Aufbringung von Überzügen auf die Innenwände von Metallrohren, Fässern usw. sind schon zahlreiche Verfahren angewendet worden, beispielsweise ein Eintauchen in Polymerlösungen oder das Aufspritzen heißer Schmelzen. Man erreicht dabei haftende Überzüge von Harzen, wie Polyäthylen, wenn die Oberfläche des Metalls richtig vorbereitet worden ist. Spritzverfahren eignen sich jedoch nicht gut zum Überziehen der Innenflächen langgezogener Gegenstände, wie von Rohren.
Gemäß der britischen Patentschrift 778034 ist es ferner bekannt, eine Polyäthylenfolie in Schlauchform in einMetallrohr einzuführen, und innerhalb des elastischen Schlauches einen Gasdruck auszuüben, während das Ganze von außen erhitzt wird und schließlich gekühlt wird. Auch Verfahren zur Aufbringung elastischer Überzüge auf das Innere gewebter Schläuche mittels aufgeblasener Einlageteile sind beschrieben worden (USA.-Patentschrift 2 803 056). Wie jedoch in der USA.-Patentschrift 2 695.255 festgestellt wird, treten bei Verfahren, die von der Ausdehnung einer thermoplastichen Auskleidung in einem Metallrohr abhängen, leicht Lufteinschlüsse auf, wenn nicht besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
Es ist ferner gemäß der französischen Patentschrift 1097 943 auch bereits bekannt, die Auskleidung eines rohrförmigen Behälters mit Hilfe einer Strangspritzvorrichtung vorzunehmen, aus welcher ein Schlauch austritt, der an seinem Ende geschlossen wird, um eine Blase zu bilden und durch Füllung mit einem Gas zur Anlage mit der Innenseite des rohrförmigen Behälters gelangt.
Auch bei diesem Verfahren wird jedoch das Problem des Auftretens von Lufteinschlüssen zwischen Behälter und Auskleidung nicht gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, rohrförmige Gegenstände in einem kontinuierlichen Verfahren auszukleiden, bei welchem die Gefahr von Lufteinschlüssen weitgehend beseitigt ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch möglich, daß das Gas der Blase kontinuierlich zugeführt und das rohrförmige Gebilde in Spritzrichtung unter Aufrechterhaltung eines Abstandes zur Wandung der Ringdüse bewegt wird.
Die Bewegung eines an der Innenseite zu überziehenden Rohres ist zwar an sich nicht neu, sondern durch die deutsche Auslegeschrift 1 088 223 bekannt, welche ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Verpackungen betrifft. Bei dem bekannten Verfahren wird jedoch keine Blase aus thermoplastischemMaterial gebildet, und das sich bewegende Rohr ist nicht in einem Abstand zur Ringdüse angeordnet, sondern liegt eng an der zylindrischen Wandung der Strangpreßdüse an, so daß infolge dieses engen Sitzes zwischen der Düse und dem Rohr keine Möglichkeit zu Lufteinschlüssen besteht. Die einwandfreie Beseitigung von Luftblasen wird dort also durch den engen Sitz zwischen der Ringdüse und dem daran vorbeigeführten Rohr erzielt. Demgegenüber ist gemäß vorliegender Erfindung keineswegs ein enger Sitz zwischen diesen beiden Teilen erforderlich, so daß der Durchmesser des verwendeten Rohres nicht kritisch ist, sondern sich die gleiche Ringdüse für im gewissen Umfange abweichende Rohrdurchmesser verwenden läßt, ohne daß die Gefahr des Einschlusses von Luftblasen besteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet infolge der erzielbaren Blasenfreiheit einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem Verfahren der französischen Patentschrift 1 097943, der auch bei Kenntnis der deutschen Auslegeschrift 1 088 223 keineswegs allen davon zu erwarten war, daß das Verfahren gemäß der genannten französischen Patentschrift durch Bewegung des zu überziehenden Rohres als kontinuierliches Verfahren ausgebildet wurde. Dies ergibt sich daraus, daß die gemäß dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 1088223 ebenfalls erzielbare Blasenfreiheit dort - nicht lediglich auf Grund des kontinuierlichen Prozeßvorganges erzielt wird, sondern durch den-engen Sitz zwischen der Ringdüse und dem daran vorbeigeführten Rohr, also durch Maßnahmen, die zur Vermeidung der vorausgehend erwähnten Beschränkungen hinsichtlich des für eine bestimmte Weise verwendeten Rohrdurchmessers erfindungsgemäß gerade nicht angewendet werden.
Die rohrförmigen Gebilde, die in der erfindungsgemäßen Weise ausgekleidet werden können, sind selbstverständlich nicht auf solche mit rundem Querschnitt beschränkt, sondern umfassen rohrförmige Gebilde beliebiger, z. B. rechteckiger oder elliptischer Querschnittsform.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Düsengröße und die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des dem Überzugsgang unterliegenden Gebildes so gewählt, daß ein geschmolzener Film erzeugt wird, der in Berührung mit der Oberfläche eine Dicke von 0,025 bis 0,508 mm hat. Gegebenenfalls kann man jedoch auch mit größeren Dicken von etwa 2,5 mm arbeiten.
Wenn eine Metallfläche zu überziehen ist, werden besonders günstige Ergebnisse erzielt, indem man das Rohr auf eine Temperatur oberhalb des Schmelz-.punktes des thermoplastischen Überzuges, jedoch unterhalb seiner Zersetzungstemperatur vorwärmt.
Der Überzug erstarrt, während er durch den Druck des eingeblasenen oder injizierten Gases gegen die Fläche gepreßt wird. Diese Erstarrung kann auch dadurch bewirkt werden,. daß man das Rohr während der Aufbringung des Überzuges abschreckt; z. B. auf seine Außenfläche einen Kühlmittelstrom einwirken läßt.
Rohrflansche können auch überzogen werden.
Man kann hierzu die Blase aus thermoplastischem Material während des Überziehens der Innenwand des Rohres derart räumlich beschränken, daß eine Anpressung des thermoplastischen Materials an die Flanschfläche erfolgt. Das zu überziehende Gebilde besteht zwar bei vielen der wichtigsten Anwendungszwecke aus Stahl, kann aber auch aus jedem beliebigen anderen geeigneten Material, wie anderen Metallen (Kupfer, Aluminium, Messing usw.), einem faserartigen oder nichtfaserartigen Cellulosematerial (Pappe, Vulkanfiber, Cellophan usw.), einem Superpolyamid, Polyimid- usw., oder einem verhältnismäßig hochschmelzenden oder nichtschmelzenden Kunstharz, wie isotaktischen Polymeren, insbesondere Polypropylen, Acrylharzen, hochdichtem Polyäthylen (Dichte 0,95 und höher), peroxydgehärtetem oder strahlungsgehärtetem Polyäthylen und anderen geeigneten gehärteten Polyolefinen, bestehen.
Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Anordnung unmittelbar nach Beginn der erfindungsgemäßen Behandlung. Ein Stahlrohr 11 ist verschiebbar über einem langegestreckten Rohr 5 angeordnet, welches in seinem Innern 8 das thermoplastische Material einschließt. Das Rohr 11 liegt vorzugsweise konzentrisch zum Rohr 5. Das thermoplastische Material wird unter der Wirkung der Strangpresse 1 durch das Rohrinnere 8 und von dort durch die Ringdüse 7 bewegt. Ein Manometer 2 dient zur Messung des Strangpreßdruckes und ein Thermoelement 3 zur Messung der Temperatur. In geeigneten Intervallen längs des Rohres 5 angeordnete Abstandsstücke 6 halten das Rohr 5 im Abstand vom Rohr 11. Der Spritzling 13 tritt aus der Ringdüse in Form eines Schlauches aus, der durch Zusammenquetschen verschlossen wird. Luft wird durch eine Leitung 4 eingeführt, die längs des Rohres 5 angeordnet ist und sich zu einer mit der Blase in Verbindung stehenden Bohrung in einem Drehkreuz 12 erstreckt, mit dem die Düsengröße geregelt werden kann.
Fig. 2 zeigt die relative Lage des Spritzlings 13 zum Rohr 11 in der nächsten Stufe des Verfahrens.
Das Rohr 11 liegt hier durch Bewegung in- der Richtung des Spritzgutflusses über der Ringdüse 7. Der Spritzling 13 wird von der eingeblasenen Luft gegen die Innenwandung des Rohres 11 gepreßt. Die Dicke der Auskleidung wird von der Größe der Ringdüsenöffnung und der Geschwindigkeit gelenkt, mit der das ausgekleidete Rohr abgezogen wird, dessen Bewegung den Spritzling von der Strangpresse wegzuziehen sucht. Das Rohr 11 wird von nicht eingezeichneten Mitteln in der Richtung des Spritzgutflusses bewegt.
F i g. 3 zeigt die Lage des Spritzlings 13 in bezug auf das ausgekleidete Rohr 11 nach Beendigung des Überzugsvorganges, unmittelbar vor der Zertrennung des Spritzlings zwischen der Düse und dem überzogenen Gebilde, wobei das Rohr vor der Düse liegt. In bevorzugter Weise wird der Spritzling 13 an der Vorderseite der Düse abgequetscht, um die Bildung einer Blase zur Vorbereitung der Wiederholung des Verfahrens in einem folgenden Arbeitszyklus zu ermöglichen. Dies geschieht, wenn das Rohr sich vor die Düse bewegt hat (wie in Fig. 3). Das überzogene Rohr wird von den Stützen 9 aufgenommen, wobei geeignete Kabel und Klammern dazu verwendet werden, um die gezielte Bewegung des Rohres 11 zu erleichtern.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Aufbringung eines-Thermoplastüberzuges auf die Innenfläche eines im wesentlichen rohrförmigen Gebildes, z. B. einer Leitung, durch Spritzen eines Schlauches aus dem thermoplastischen Material aus einer Ringdüse, der unter Bildung eines Überzuges zur Haftung an dem rohrförmigen Gebilde gebracht wird, wobei aus der aus der Ringdüse austretenden Schlaughfplie eine Blase gebildet und durch Füllung derselben mit einem Gas das Folienmaterial ausgedehnt und zur Anlage an der Innenseite des rohrförmigen Gebildes gebracht wird, d a d u r c h gekennz-eichnet, daß das Gas der- Blase kontinuierlich zugeführt und das rohrförmige Gebilde in Spritzrichtung unter Aufrechterhaltung eines Abstandes zur Wandung der Ringdüse bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Blase zur Zeit der Berührung mit der zu überziehenden Oberfläche oberhalb ihres Schmelzpunktes gehalten und die Temperatur des Überzuges auf unterhalb seines Schmelzpunktes gesenkt wird, während der Überzug an die zu überziehende Fläche angedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Behandlung eines Blechrohres dieses auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen Materials, aber unterhalb dessen Zersetzungstemperatur vorerhitzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr während der Aufbringung des Thermoplastüberzuges eines seiner Außenfläche zugeführten Kühlmittelstroms abgeschreckt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Gebilde aus Polyolefinharz eingesetzt und als Überzugsmaterial ein anderes thermoplastisches Harz verwendet wird, dessen Schmelzpunkt unter demjenigen des Harzes in dem rohrförmigen Gebilde liegt. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1088223; französische Patentschrift Nr.1097943; britische Patentschrift Nr. 778 034; USA.-Patentschriften Nr. 2 803 056, 2695255.