DE1504694B2 - Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen schlaeuchen und vorrichtung fuer dieses verfahren - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen schlaeuchen und vorrichtung fuer dieses verfahren

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DE1504694B2
DE1504694B2 DE1963P0032484 DEP0032484A DE1504694B2 DE 1504694 B2 DE1504694 B2 DE 1504694B2 DE 1963P0032484 DE1963P0032484 DE 1963P0032484 DE P0032484 A DEP0032484 A DE P0032484A DE 1504694 B2 DE1504694 B2 DE 1504694B2
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    • Y10S138/01—Adhesive

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schläuchen aus einem inneren Polyamidschlauch, einem darüber aufgebrachten Geflecht aus Synthesefasern, insbesondere aus Polyamid oder Polyester, und einem darauf strangepreßten Mantel, wobei das Geflecht und der äußere Mantel nur an den Grenzflächen miteinander verschweißt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung dieser Schläuche.
In der US-Patentschrift 29 77 839 wird ein Polyamidschlauch für Hochdruckzwecke beschrieben, der aus einem inneren Polyamidkern und wenigstens einem damit verbundenen geflochtenen Überzug aus Synthesefasern besteht. Wenn auch dieser Schlauch für viele Zwecke brauchbar ist, so hat er doch den Nachteil, daß der geflochtene äußere Überzug nicht abriebfest ist und Unebenheiten besitzt. Da die Berstfestigkeit des Schlauches zum großen Teil von der Unversehrtheit des Geflechtes abhängt, kann eine Beschädigung der Fasern des Geflechts, z. B. durch Abrieb oder Scheuern, die Verwendungsmöglichkeiten für einen solchen Schlauch erheblich einschränken. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß Schmutz, Fett und andere Fremdstoffe durch die Ritzen des Geflechts eindringen können, was unerwünscht ist, insbesondere wenn der Schlauch in Krankenhäusern und bei Operationen, z. B. für Hochdrucksauerstoff- und Kühlleitungen, aber auch in der Industrie in Fällen, in denen eine große Sauberkeit erforderlich ist und z. B. Brände unbedingt vermieden werden müssen. Anwendung finden soll.
Aus der FR-PS 12 22 154 ist ein Schlauch bekannt, der einen inneren Schlauch, der vorzugsweise durch Strangverpressen hergestellt worden ist, mindestens ein Zwischengeflecht, vorzugsweise aus einem Terephthalsäureester, und einen äußeren Mantel aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, z. B. Neopren umfaßt.
ίο Um den äußeren Mantel mit der Zwischenschicht zu verbinden, wird ein Klebemittel verwendet. Dieses kann eine selbstvulkanisierende Lösung aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk sein.
Die Verwendung eines Bindemittels bzw. Klebstoffes
'5 beeinflußt jedoch in nichtzufriedenstellender Weise die Struktur und die Eigenschaften des endgültigen Schlauchs.
Aus der US-PS 28 88 954 ist ein dreiteiliger Schlauch bekannt, aus einem Innenschlauch aus Polyäthylen, einem Geflecht aus irgendeinem Verstärkungsmaterial, z. B. Nylon, Baumwolle oder Rayon und einem Außenüberzug, der ebenfalls aus Polyäthylen ist, besteht. Der Zweck dieser Patentschrift liegt darin, daß man zur Herstellung von verbilligten Schläuchen aus Polyäthylen so vorgehen kann, daß man das hochreine Polyäthylen nur als dünnen Innenschlauch verwendet, während man als Schutzmantel ein gegebenenfalls sogar aus Abfallmaterial bestehendes Polyäthylen verwenden kann.
Da das Polyäthylen mit z. B. Nylon keine brauchbaren Verklebungen ergibt, muß die Befestigung der einzelnen Schichten so erfolgen, daß der Innenschlauch mit dem Außenüberzug verschmolzen wird. Dazu wird der Außenüberzug bei einer solchen Temperatur aufgebracht, daß er durch die Zwischenräume des Geflechtes hindurchfließt und mit dem Innenschlauch verschmilzt. Man kann auch das aufzubringende Geflecht mit flüssigem Polyäthylen imprägnieren, um eine solche Verbindung herzustellen.
Die gemäß dieser Patentschrift hergestellten Schläuche eignen sich vornehmlich für solche Zwecke, bei denen an die Flexibilität der Schläuche keine allzugroßen Anforderungen gestellt werdern müssen. Andernfalls muß das innere Geflecht wie oben beschrieben vorher in einer zusätzlichen Verfahrensstufe imprägniert werden.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Herstellung eines Schlauches, der an der Außenseite des äußeren Geflechts einen glatten, dünnen und biegsamen, aufgebrachten Polyamidüberzug besitzt, der das Geflecht vor Abrieb und Scheuern schützt und ihm eine relativ glatte Oberfläche, die leicht gereinigt werden kann, verleiht. Dabei soll dieser äußere Überzug fest mit dem Geflecht verbunden sein, damit er sich bei wiederholter Druck- oder Biegebeanspruchung nicht von dem Geflecht löst oder abreißt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Geflecht aus Synthesefasern mit einem Lösungsmittel solvatisiert wird, ohne daß jedoch das Lösungsmittel durch das Geflecht hindurchdringt und das Strangpressen des Mantels aus Polyamid erfolgt, solange das Geflecht sich noch im solvatisierten Zustand befindet. Es kann zweckmäßig sein, dem Polyamidschlauch vor der Solvatisierung und/oder das Lösungsmittel zu erhitzen.
In den folgenden Zeichnungen werden ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Schlauch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens als Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrie-
ben. Es zeigen:
F i g. 1 zeigt einen neuen Polyamidschlauch im Schnitt, wobei ein Teil der Oberfläche herausgebrochen ist;
Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufbringen eines dünnen Polyamidüberzugs auf einen mit einem geflochtenen Polyamidüberzug versehenen Schlauch;
Fig.3 zeigt Einzelheiten einer Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels.
In Fig. 1 wird ein erfindungsgemäß hergestellter Schlauch dargestellt. Schlauch 1 besteht aus einem inneren Polyamidschlauch 2, der mit einem Geflecht 3 aus äußerst reißfesten Synthesefasern versehen ist, an welchem ein dünner, kontinuierlicher Polyamidüberzug 4 haftet.
Fig.2 zeigt eine für die Ausführung der Erfindung brauchbare Vorrichtung. Der mit geflochtenem Polyamidüberzug versehene Schlauch 10 wird von einer Zuführungsspule 11 durch einen Heizofen 12 geführt. Der Heizofen 12 ist in der Zeichnung schematisch als Tunnelheizofen mit Infrarotlampen 15 zum Erhitzen des den Polyamidschlauch überziehenden Geflechts dargestellt. Der Polyamidschlauch wird von der Zuführungsspule 11 zum Behälter 18 geleitet, in dem sich ein Lösungsmittel 16 befindet. Der Behälter 18 ist mit einem axial einstellbaren Einlaßkanal 17 und einem feststehenden Auslaßkanal 20 versehen. Außerdem kann der Behälter 18 gegebenenfalls mit Heizelementen 19 ausgestattet werden, die zusammen mit Temperaturreglern (nicht eingezeichnet) die Temperatur des Lösungsmittels 16 regeln. Dann wird der Schlauch vom Behälter
18 über eine Querkopf-Ziehform 21 zu einer Aufnahmespule 14 geführt.
In Fig.3 ist der Behälter 18 detaillierter dargestellt. Im wesentlichen besteht der Behälter 18 aus Seitenwänden 30, durch weiche Kanäle 17 und 20 in axialer Richtung (zum Schlauch) geführt sind. Einlaßkanal 17 besteht aus einem röhrenförmigen Teil 32, der bei 33 mit einem Gewinde versehen ist und eine Eintrittsöffnung 31 zum Lösungsmittelbad 16 besitzt. Biegsame Dichtungen 34 sind so an der Eintrittsöffnung 31 befestigt, daß sie beim Durchziehen des mit einem geflochtenen Überzug versehenen Schlauches diesen eng umschließen, damit das Lösungsmittel nicht aus dem Behälter 18 herausfließen kann. Mit Hilfe des Gewindes 33 kann der Einlaßkanal 17 axial verstellt werden, um eine veränderliche Einstellung des horizontalen Abstandes zwischen Eintrittsöffnung 31 und Austrittsöffnung 35 zu ermöglichen, wodurch die Regulierung der Verweilzeit des mit einem geflochtenen Überzug versehenen Schlauches im Behälter 18 möglich ist. Der Auslaßkanal 20 besteht aus einem röhrenförmigen Teil 37, der eine Austrittsöffnung 35 mit biegsamen Dichtungen 36 zur Verhinderung des Abfließens von Lösungsmittel 16 aus Behälter 18 besitzt. Zweckmäßig kann zur Regulierung der Temperatur des Lösungsmittels 16 ein Heizelement
19 (schematisch als Wicklung dargestellt) mit Behälter 18 verbunden werden.
Um einen fest haftenden Polyamidüberzug auf das Überzugsgeflecht aufzubringen, spielt der geeignete Solvatisierungsgrad des Geflechts eine wichtige Rolle. Dieser kann durch Erhitzen des geflochtenen Überzugs vor der Solvatisierung, durch Abstimmung der Temperatur und Stärke des Lösungsmittels und durch Regulierung der Kontaktzeit zwischen Schlauch und Lösungsmittel geregelt werden. Diese Faktoren werden überwacht, damit ein genügend hoher Solvatisierungsgrad des Geflechts erreicht wird, um eine feste Haftung zwischen dem Geflecht und dem Überzug herzustellen, und damit eine übermäßige Solvatisierung, die zu einem unerwünschten Abbau und Nachlassen der Zerreißfestigkeit des Geflechts führt, verhindert wird.
Im allgemeinen hängt der Grad der Haftfähigkeit des Überzugs an dem Geflecht vom Solvatisierungsgrad der äußeren Oberfläche des Geflechts ab. Es ist nicht zweckmäßig, die Kontaktzeit des mit einem geflochte-
nen Überzug versehenen Schlauches mit dem Lösungsmittel übermäßig zu verlängern. Dadurch könnte das Lösungsmittel durch die Ritzen des Geflechts eindringen, was vermieden werden soll, da das Lösungsmittel eine nachteilige Wirkung auf die Reißfestigkeit der das Geflecht bildenden Fasern bewirkt, wodurch die Festigkeit des Schlauches vermindert werden würde. Daher soll nur die äußere Oberfläche des Geflechts solvatisiert werden.
Die Kontaktzeit des Geflechts im Lösungsmittelbad kann somit recht kurz sein. Zum Ausgleich für eine kurze Verweilzeit von 1 oder weniger Sekunden kann man das Lösungsmittelbad auf erhöhte Temperaturen erhitzen und/oder die äußere Oberfläche des Geflechts, bevor diese mit dem Bad in Berührung kommt, erhitzen.
Dadurch werden die äußeren Fasern des Geflechts zwar sofort durch das Lösungsmittel solvatisiert, dieses kann aber nicht tief in die Ritzen des Geflechts eindringen.
Selbstverständlich variiert die Wirksamkeit eines Lösungsmittels erheblich je nach dem verwendeten Polyamid und anderen Faktoren, wie z. B. dem Gehalt an Weichmachern im Polyamid. Allgemein gültige optimale Betriebsbedingungen können daher nicht angegeben werden, sie sind aber durch einfache Versuche leicht feststellbar.
Wenn der Schlauch vor seiner Berührung mit dem Lösungsmittelbad erhitzt werden soll, muß die Temperatur so gewählt werden, daß sie die äußere Oberfläche des Geflechts nicht zum Schmelzen bringt. Im allgemeinen sind Temperaturen bis etwa 25-30°, z. B.
28° unterhalb des Schmelzpunktes des Geflechts geeignet.
Eine Mischung aus 1 Gew.-Teil Resorvin und 2 Gewichtsteilen Wasser ist ein bevorzugtes Lösungsmittel für Polyamide. Es können zwar auch andere übliche Lösungsmittel für Polyamide verwendet werden, wie z. B. mehrwertige Alkohole oder andere Phenole, diese sind jedoch nicht so wirksam wie Resorcin bzw. wegen ihrer Toxizität oder ihres unangenehmen Geruchs schwieriger zu handhaben.
Verwendet man Polyestergeflechte, so werden selbstverständlich übliche Lösungsmittel für Polyester zur Solvatisierung angewendet, z. B. Vinylpyrrolidon.
Die Temperatur des Lösungsmittelbades hat einen erheblichen Einfluß auf die Geschwindigkeit, mit der das Polyamid solvatisiert wird. Wenn das Geflecht aus Polycaprolactam besteht, muß das Resorcin-Lösungsmittelbad auf etwa 93° erhitzt werden, um einen ausreichenden Solvatisierungsgrad bei wirtschaftlichen Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen. Dagegen ist Polyhexamethylenadipinsäureamid mit seiner höheren Reißfestigkeit leichter solvatisierbar, und zur Verhinderung eines unerwünschten Abbaus des Geflechtes wird vorzugsweise ein Resorcin-Lösungsmittelbad einer niedrigeren Temperatur angewendet.
Die Temperatur des Lösungsmittelbades muß auch im Hinblick auf den Gehalt des Polyamidgeflechtes an ■ Monomeren eingestellt werden. Im allgemeinen ist ein Polyamid mit hohem Monomerengehalt leichter löslich
als ein solches mit einem geringeren Gehalt an Monomeren. Die Temperatur des Lösungsmittels muß daher entsprechend eingestellt werden.
Die Dicke des aufgebrachten Mantels beträgt vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm.
Beispiel
Ein Schlauch aus Polycaprolactam mit hohem Monomerengehalt (6-8%) wurde stranggepreßt und mit einem geflochtenen Überzug aus Polyhexamethylenadipinsäureamid versehen.
Der mit diesem geflochtenen Überzug versehene Polyamidschlauch wurde durch einen Infrarot-Ofen geleitet, in dem die Oberfläche des geflochtenen Überzugs auf etwa 93° erhitzt wurde. Dann wurde der Schlauch sofort mit einem Resorcin-Lösungsmittelbad (2 Teile Wasser und 1 Teil Resorcin) bei einer Temperatur von etwa 82° in Berührung gebracht. Die Ein- und Austrittsöffnungen 31 und 35 hatten einen Abstand von ungefähr 7,5 cm. Bei einer Durchleitungsgeschwindigkeit des Schlauches 3 m/min durch das Bad betrug die Kontaktzeit zwischen dem Geflecht und dem Lösungsmittel etwa 1,5 Sekunden.
Anschließend wurde der Schlauch sofort zu einer Querkopf-Ziehform 21 geleitet und ein Polyamidüberzug ( aus demselben Polyamid wie das Geflecht) von
ungefähr 0,5 mm Dicke über die soivatisierte Oberfläche des Geflechtes stranggepreßt. Der so hergestellte Schlauch besaß einen fest haftenden Schutzüberzug, der vom Geflecht nicht gelöst oder losgedreht werden konnte.
Die Bezeichnung Polyamid bezieht sich auf die höher schmelzenden, faserbildenden Polyamide. Die üblicheren, hier verwendeten Polyamide sind Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethyiensebacinsäureamid, Polymere von Caprylactam, Caprolactam und 11-Aminoundecansäure und Mischpolymerisate, Interpolymerisate und Mischungen derselben.
Wenn sich auch die obigen Ausführungen vor allem auf einen Schlauch mit einem Geflecht aus Polyamid beziehen, so können selbstverständlich auch andere Synthesefasern verwendet werden. Von anderen besonders gut geeigneten Materialien sind Polyester, z. B. Polyäthylenglykolterephthalat, zu nennen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Schläuchen aus einem inneren Polyamidschlauch, einem darüber aufgebrachten Geflecht aus Synthesefasern, insbesondere aus Polyamid oder Polyester, und einem darauf stranggepreßten Mantel, wobei das Geflecht und der äußere Mantel nur an den Grenzflächen miteinander verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht aus Synthesefasern mit einem Lösungsmittel solvatisiert wird, ohne daß das Lösungsmittel durch das Geflecht hindurchdringt und daß das Strangpressen des Mantels erfolgt, solange das Geflecht sich noch im solvatisierten Zustand befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geflecht aus Polyamid durch Resorcin solvatisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 83°C solvatisiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht vor seiner Solvatisierung erhitzt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 bestehend aus einer Heizeinrichtung mit Heizelementen, einer in Bewegungsrichtung des mit dem Geflecht überzogenen inneren Schlauches angeordneten Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels und einer anschließenden Strangpreßeinrichtung zum Aufpressen des äußeren Mantels, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels von einem Behälter (18) gebildet ist, der je eine mit Dichtungen (34 und 36) versehene Ein- und Austrittsöffnung (3t und 35) aufweist.
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