DE1479157C

DE1479157C - Post-heat treatment process for workpieces made of high-molecular, thermoplastic polycarbonates

Info

Publication number: DE1479157C
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.; Streib Hugo Dr.; 4150 Krefeld Heehelhammer
Original assignee: Farbenfabriken Bayer AG
Current assignee: Bayer AG

Description

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Werkstücke, insbesondere Rohre, aus hochmole- und einer Wandstärke von 1,35 mm hergestellt. Die kularen, thermoplastischen Polycarbonaten, die auf Temperaturen der Heizzonen des Extruders liegen übliche Weise hergestellt werden, haben in der Regel zwischen 225 und 290° C. Die Anzahl der Schneckenhohe Spannungen, die in der Außenschicht, wenn sie Umdrehungen pro Minute betragt 20 und die Stromhier freigesetzt werden, so z. B. durch leichtes An- S aufnahme 4 A. Die Abzugsgeschwindigkeit des quellen ihrer Oberflächen, etwa durch Eintauchen in Rohres beträgt 56 cm/Min. Nach dem Austritt des ein Lösungs- oder Quellmittel oder auch beim Schmelzschlauches aus der Ringdüse durchläuft er Durchfließen gewisser Flüssigkeiten, z.B. heißer eine Kalibrierdüse. Danach wird er mit kaltem Wasser Mineralöle durch Rohre, gegebenenfalls schon in indirekt und direkt gekühlt, Das Rohr wird in 10 cm Sekunden zum Zerspringen der Stücke in zahllose io lange Stücke geschnitten, und die Rohrstücke werden kleine Teilchen führen können. Es handelt sich hier- in einem Wärmerohr nachbehandelt. Das Wärmebei um die auch bei anderen thermoplastischen rohr besteht aus einem Blechmantel mit.einer innen Kunststoffen auftretende Spannungskorrosion. angebrachten Widerstandsdrahtheizung. Bei lang-Workpieces, especially pipes, made of high molar and a wall thickness of 1.35 mm. the kular, thermoplastic polycarbonates, which are at the temperatures of the heating zones of the extruder The usual way to produce them are usually between 225 and 290 ° C. The number of screw high stresses in the outer layer when it is revolutions per minute is 20 and the current here be released, so z. B. by lightly assuming 4 A. The withdrawal speed of the swelling of their surfaces, for example due to immersion in a pipe, is 56 cm / min. After the exit of the it runs through a solvent or swelling agent or even with the melt hose from the ring nozzle Certain liquids flow through, e.g. hotter a calibration nozzle. After that he is using cold water Mineral oils through pipes, possibly already in indirect and direct cooling, the pipe is in 10 cm Seconds to shatter the pieces cut into countless pieces 10 long pieces, and the pieces of pipe are small particles can lead. It is post-treated in a heat pipe. The heat at around the other thermoplastic pipe consists of a sheet metal jacket with an inside Stress corrosion occurring in plastics. attached resistance wire heater. With long

Es ist bekannt, die auf gewisse Inhomogenitäten samem Drehen der Rohrstücke in der Achse des der Struktur zurückzuführenden inneren Spannungen 15 Wärmerohres (30 Sekunden; 335° C) erfolgt die bei Werkstücken aus Polycarbonaten wie auch aus Nachbehandlung. Bei nach dem Erkalten in Tetraanderen thermoplastischen Kunststoffen durch nach- chlorkohlenstoff gelagerten Rohrstücken tritt erst trägliches Tempern der Stücke erheblich zu mindern. nach mehreren Minuten eine Rißbildung auf, wäh-Hierzu ist ein durchgreifendes Erwärmen der Werk- rend dies bei nicht nachbehandelten Rohrstücken stücke durch langes Verweilen bei Temperaturen ao schon nach etwa 20 Sekunden geschieht,
zwischen etwa 12Ö und 145⁰C und ein langsames Bei genauer Zentrierung kann das Drehen derIt is known that the rotation of the pipe pieces in the axis of the internal stresses 15 (30 seconds; 335 ° C.) attributable to the structure, which occurs in the case of workpieces made of polycarbonates as well as post-treatment, is caused by certain inhomogeneities. In the case of pipe pieces stored in tetra-other thermoplastics by post-chlorine after cooling, only subsequent tempering of the pieces occurs to be considerably reduced. After several minutes, cracks appear, while thorough heating of the factory is required for pipe pieces that have not been treated after a long period of time at temperatures ao after about 20 seconds,
between about 12Ö and 145 ⁰ C and a slow centering, turning the

Abkühlen erforderlich. Der Erweichungsbereich von behandelten Rohre wegfallen.
Polycarbonaten beginnt bei etwa 145° C. Man hat in ...Cooling down required. The softening area of treated pipes is omitted.
Polycarbonates start at around 145 ° C. In ...

der Regel je Millimeter Wandstärke mit etwa einer B e 1 s ρ ι e I 2usually per millimeter of wall thickness with about a B e 1 s ρ ι e I 2

Stunde Tempern zu rechnen. Durch diese langwierige »5 Man verfährt, wie im Beispiel 1 beschrieben, führt Wärmebehandlung ist es jedoch nicht möglich, das den Schmelzschlauch nach Verlassen der Kalibrier-Auftreten der genannten Korrosion, die von den düse jedoch durch ein indirekt mit heißem Wasser Außenschichten der Werkstücke ausgeht, hinreichend auf 87°.C beheiztes Rohr und danach durch Wasser zu bekämpfen. von 87° C. Wie im Beispiel 1 beschrieben, wird dasHour of tempering to be expected. Through this lengthy process, the procedure described in Example 1 leads Heat treatment, however, it is not possible that the melting tube after leaving the calibration occurrence the said corrosion, caused by the nozzle, however, by an indirect hot water Outer layers of the workpieces goes out, sufficiently heated to 87 ° C pipe and then by water to fight. of 87 ° C. As described in Example 1, the

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 30 resultierende Rohr in 10 cm lange Stücke geschnitten, Werkstücken aus hochmolekularen Polycarbonaten und die Rohrstücke werden in einem Wärmerohr durch eine Wärmenachbehandlung derart auf die (45 Sekunden; 31O⁰C; 200 Volt) nachbehandelt. Oberflächen der Werkstücke einzuwirken, daß das Bei nach dem Erkalten in Tetrachlorkohlenstoff Auftreten der genannten Spannungskorrosion weit- gelagerten Rohrstücken zeigen sich nach 24 Stunden gehend unterbunden wird. 35 noch keine Risse.The invention is based on the object cut at 30 resulting cane in 10 cm lengths, workpieces of high molecular weight polycarbonates and the pipe sections are in a heat pipe by a heat treatment in such a way to (45 seconds, 200 volts; 31o ⁰ C) treated. The effect on the surfaces of the workpieces that the occurrence of the above-mentioned stress corrosion in carbon tetrachloride after cooling is prevented after 24 hours. 35 no cracks yet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungs- In entsprechender Weise gefertigte, jedoch nichtThe solution to this problem is inventively manufactured in a corresponding manner, but not

gemäß darin, die Werkstücke an ihrer Oberfläche bis in Stücke geschnittene Rohre werden im Wärmerohr zu einer Zeit von etwa 45 Sekunden auf wenigstens bei 355° C (220 Volt) 24 Sekunden nachbehandelt. 300⁰C zu erhitzen. Abgeschnittene Stücke von 10 cm Länge zeigen nachAccording to therein, the workpieces on their surface up to tubes cut into pieces are post-treated in the heat pipe at a time of about 45 seconds to at least at 355 ° C (220 volts) 24 seconds. 300 ⁰ C to heat. Cut pieces of 10 cm length show up

Das Erhitzen kann durch Einwirkung von Wärme- 40 nochmaliger kurzer Wärmebehandlung der Enden strahlen oder von entsprechend erhitzten Flüssig- nach 48stündigem Eintauchen in Tetrachlorkohlenkeiten oder Gasen erfolgen. stoff noch keine Rißbildung. Diese Rohrnachbehand-The heating can be carried out by applying heat to the ends radiate or from appropriately heated liquid after 48 hours of immersion in carbon tetrachloride or gases. no crack formation yet. This post-treatment pipe

Überraschenderweise gelingt es durch diese kurz- lung kann auch beim kontinuierlichen Rohrherfristige und demgemäß nur auf die Oberfläche der stellungsverfahren angewendet werden, wobei das Werkstücke beschränkte Erhitzung derselben auf 45 Rohr gleichmäßig durch das Wärmerohr läuft.
Temperaturen, die im Unterschied zum bekannten .Surprisingly, this shortening can also be used with continuous pipes and, accordingly, only on the surface of the positioning process, with the work piece limited heating of the same to 45 pipes running evenly through the heat pipe.
Temperatures that differ from the known.

Tempern weit über dem Erweichungsbeginn des Poly- B e 1 s ρ 1 e 1 3Annealing well above the start of softening of the poly- B e 1 s ρ 1 e 1 3

carbonate liegen, den erstrebten Erfolg zu erzielen. Wie im Beispiel 2 beschrieben, wird unter Ver-carbonate lie to achieve the desired success. As described in example 2, under

Die so behandelten Stücke besitzen ferner hoch- wendung von heißem Wasser als Kühlmittelein Rohr glänzende Oberflächen. 50 gefertigt. Das so hergestellte Rohr durchläuft nachThe pieces thus treated also have the use of hot water as a coolant in a pipe shiny surfaces. 50 manufactured. The pipe produced in this way runs through

Die Spannungsfreiheit der Werkstücke kann der Abzugsanlage dann einen Ringbrenner, wobei gegebenenfalls noch dadurch weiter verringert wer- auf gleichmäßiges Auf treffen der Flammen auf die den, daß man das Polycarbonat bei oder unmittelbar Rohrpberfläche geachtet, wird. Die Flammentempenach der Formgebung zunächst in einer etwa 70 bis -ratiir beträgt etwa 1200°C. Die Flammen sind so 120° C und insbesondere etwa 80 bis 100? C heißen 55 eingestellt, daß das Rohr keine Deformierungen erUmgebung hält. '■■':■; leidet. Es empfiehlt sich, anschließend eine weitere In manchen Fällen kann es geboten sein, auch die Abzugsvorrichtung, die mit der ersten gekoppelt sein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach- kann, anzubringen. Auch ist eine Flammenbehandbehandelten Werkstücke noch in bekannter Weise lung des Rohres vor dem Eintritt in die erste Abzugsnachzutcmpern. 60 vorrichtung, gegebenenfalls verbunden mit einer Beispiel 1 Verstreckung, möglich.The fume cupboard can then use a ring burner to ensure that the workpieces are free of tension, thereby further reducing the flames evenly by paying attention to the polycarbonate at or directly on the pipe surface. The flame temperature after shaping is initially about 70 to -ratiir is about 1200 ° C. The flames are so 120 ° C and in particular about 80 to 100? C are set to 55 so that the pipe does not deform around it. '■■': ■; suffers. In some cases it may be necessary to also attach the extraction device, which can be coupled to the first according to the method according to the invention. Also, a flame-treated work piece is still in a known manner the pipe to be retouched before it enters the first take-off unit. 60 device, possibly combined with an example 1 stretching, possible.

Gegenüber entsprechend hergestellten RohrenCompared to appropriately manufactured pipes

Unter Verwendung eines Schneckenextruders mit ohne Flammenbehandlung besitzen die so gefertigten Ringdüse (Schneckendurchmesser 30 mm) wird aus Rohre geringere innere Spannungen. Zerschneidet Bis-(hydroxyphenyl)-propanpolycarbonat mit der 65 man die Rohre in Stücke von etwa 10 cm Länge und relativen Viskosität 1,30, gemessen in 0.5⁰/oiger taucht diese in Tetrachlorkohlenstoff ein, so tritt bei Methylenchloridlösung bei 25' C, kontinuierlich ein den Rohrstücken, die nicht nachbehandelt sind, Rohr mit einem Außendurchmesser von 18,4 mm schon nach 50 bis 80 Sekunden Rißbildung auf,When using a screw extruder with no flame treatment, the ring nozzle produced in this way (screw diameter 30 mm) turns pipes into lower internal stresses. Cuts bis- (hydroxyphenyl) -propanpolycarbonat with the 65 to the tubes into pieces of about 10 cm length and relative viscosity 1.30, measured at 0.5 ⁰ / cent immersed these in carbon tetrachloride, a so occurs in methylene chloride solution at 25 'C, continuously one of the pipe pieces that have not been post-treated, pipe with an outer diameter of 18.4 mm, cracks form after 50 to 80 seconds,

während bei den erfindungsgemäß nachbehandelten Rohrstücken im Durchschnitt erst nach 195 Sekunden nur eine ganz geringe Rißbildung festzustellen ist. Nach 15 Minuten Eintauchen sind die Risse zwar noch etwas gewachsen, das Rohr ist jedoch noch völlig stabil. Die Oberfläche der nachbehandelten Rohre besitzt einen brillanten Glanz.while in the case of the pipe sections aftertreated according to the invention only after 195 seconds on average only a very small amount of cracking can be observed. After 15 minutes of immersion, the cracks appear Although it has grown a little, the pipe is still completely stable. The surface of the post-treated Pipes have a brilliant shine.

Durch kurzzeitige Flammenbehandlung der Innenfläche der Rohrstücke wird ihre Beständigkeit gegen Tetrachlorkohlenstoff noch weiter erhöht. Auch diese Innenbehandlung kann man kontinuierlich durchführen, indem man den Spritzkopf des Schneckenextruders mit einem im Zentrum der Ringdüse liegenden, gegebenenfalls durch die Kalibrierdüse hindurchreichenden Brenner versieht. Diese Rohrnachbehandlung durch Flammeneinwirkung kann an Stelle der Wärmerohrbehandlung oder zusätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich angewendet werden.Brief flame treatment of the inner surface of the pipe sections increases their resistance to Carbon tetrachloride increased even further. This internal treatment can also be carried out continuously perform by placing the extruder head of the screw extruder with one in the center of the ring nozzle provides burner lying, possibly extending through the calibration nozzle. This Post-treatment of pipes by exposure to flames can take the place of heat pipe treatment or in addition can be used continuously or discontinuously.

Bei-spiel4Example4

Durch Extrudieren eines Schmelzschlauches und Aufblasen desselben gefertigte Babymilchflaschen werden mit Tetrachlorkohlenstoff gefüllt. Im Durchschnitt beginnt nach etwa 60 Sekunden eine Rißbildung, die nach kurzer Zeit zum Bruch der Flaschen führt. Bei Flaschen, die einer Flammenbehandlung unterzogen werden, erfolgt die Rißbildung und der Bruch der Flaschen erst nach Stunden.Baby milk bottles made by extruding a melt tube and inflating it are filled with carbon tetrachloride. On average, cracking begins after about 60 seconds, which leads to the breakage of the bottles after a short time. For bottles that have been flame treated are subjected to cracking and breakage of the bottles only after hours.

Außer den in den Beispielen beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens ist es auch möglich, erhitzte inerte Gase, z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid, oder Heizbäder, wie flüssige Kohlenwasserstoffe, niedrigschmelzende Metalle oder Metall-Legierungen, zur Innen- und Außenbehandlung der Rohre zu verwenden.In addition to the embodiments of the method described in the examples, it is also possible heated inert gases, e.g. B. nitrogen or carbon dioxide, or heating baths, such as liquid hydrocarbons, low-melting metals or metal alloys, for internal and external treatment of the Pipes to use.

Außerdem sei die Möglichkeit der Verwendung von durch Induktionsströme erzeugter Wärme erwähnt. Im Rohrinnern kann z. B. ein mit Induktionswicklung versehener Kern durch Magnete von außen konzentrisch gehalten werden.The possibility of using heat generated by induction currents should also be mentioned. Inside the pipe, for. B. a core provided with induction winding by magnets from the outside be kept concentric.

Claims

Patent claims:

1. Post heat treatment process for workpieces made of high molecular weight, thermoplastic Polycarbonates for preventing stress corrosion, characterized in that the workpieces on their surface up to heated to at least 300 ° C for about 45 seconds.

2. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the aftertreatment of workpieces, which have been maintained at or immediately after the molding in an approximately 70 to 120 ° C and in particular about 80 to 100 ⁰ C hot environment.

3. The method according to claim 1 and optionally 2, characterized in that the post-treated workpieces are post-tempered for some time at 120 to 145 ° C.