DE4017035C1 - Extended polyolefin plastic tubes prodn. - by cooling plastic tubes after extrusion then contacting with metal melt - Google Patents
Extended polyolefin plastic tubes prodn. - by cooling plastic tubes after extrusion then contacting with metal meltInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von auf ihrem äußeren Umfang mit einem Metall beschichteten Extrusionsrohren aus Polyolefin-Kunststoff.The invention relates to a method for producing coated on its outer circumference with a metal Extrusion tubes made of polyolefin plastic.
Es ist bekannt, Extrusionsrohre aus Polyolefin-Kunst stoff mit einer Beschichtung aus Metall, beispielsweise einer Metalldispersion oder -folie, zu versehen (DE-GM 79 27 416). Die Beschichtung kann nach den Angaben der genannten Gebrauchsmusterschrift geschehen, indem eine Metall-Dispersion aufgebracht wird und diese wiederum mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen wird. Es ist auch möglich, das Rohr mit einer Metallfolie zu be wickeln, wobei eine Silberfolie bzw. Aluminiumfolie ge nannt wird.It is known to extrusion tubes from polyolefin art fabric with a coating of metal, for example a metal dispersion or foil to be provided (DE-GM 79 27 416). The coating can according to the information of mentioned utility model done by a Metal dispersion is applied and this in turn is provided with a plastic sheathing. It it is also possible to be the tube with a metal foil wrap, using a silver foil or aluminum foil is called.
Nachteilig bei dem bekannten Beschichtungsverfahren ist, daß die Beschichtung nicht fest mit dem Rohr verbunden ist und daher ihren Hauptzweck, nämlich eine Diffusions sperre zu ergeben, wahrscheinlich in vielen Fällen nicht zu erfüllen vermag. Darüber hinaus erfordert es mehrere zusätzliche Arbeitsgänge, die Metallbeschichtung aufzu bringen.A disadvantage of the known coating method is that the coating is not firmly attached to the pipe and therefore its main purpose, namely diffusion lock, probably not in many cases able to fulfill. It also requires several additional operations to open the metal coating bring.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren anzuge ben, mit dem diffusionsabgedichtete Rohre aus Kunststoff in relativ einfacher Weise mit einer als Diffusionssper re gegen Wasserstoff- oder Sauerstoff-Diffusion dienen den Metallbeschichtung versehen werden können. Als Me tall hat sich besonders geeignet erwiesen Blei oder eine Bleilegierung, die das Rohr mit einer Dicke von weniger als 1 mm umgibt, wobei die Ummantelung besonders gleich mäßig und im Rahmen erforderlicher Biegeradien auch mit dem Rohr gebogen werden kann, ohne daß es zum Ablösen der Ummantelung kommt.The task therefore is to initiate a procedure ben, with the diffusion-sealed plastic pipes in a relatively simple way with a diffusion barrier re serve against hydrogen or oxygen diffusion the metal coating can be provided. As me tall has proven particularly suitable for lead or a Lead alloy covering the tube with a thickness of less than 1 mm surrounds, the sheathing being particularly the same moderate and within the scope of the required bending radii the pipe can be bent without detaching it the sheathing comes.
Das Verfahren wird durchgeführt mit Polyolefin-Kunst stoffrohren. Hierunter werden insbesondere vernetzbare Polyethylen-Rohre gegebenenfalls mit copolymerisierten weiteren Polyolefinen, z. B. gepfropftem Polyethylen, oder anderen vernetzbaren Kunststoffen verstanden. Es seien aber auch andere Polyolefine mit hohem Wärmewider stand, wie beispielsweise High Density oder Middle Den sitv Polyolefine, insbesondere auch Polyethylen-Copoly merisate hierunter verstanden. Polybuten eignet sich auch.The process is carried out using polyolefin art fabric tubes. This includes networkable ones in particular Polyethylene pipes optionally with copolymerized other polyolefins, e.g. B. grafted polyethylene, or other crosslinkable plastics understood. It but are also other polyolefins with high heat resistance such as high density or middle den sitv polyolefins, especially polyethylene copoly merisate understood by this. Polybutene is suitable also.
Das Verfahren wird durchgeführt, indem die Rohre nach der Extrusion auf eine Temperatur unterhalb von 50°C ab gekühlt werden und dann mit einer flüssigen Metallschmel ze in geeigneter Temperatur, die oberhalb von 120°C liegt, in Kontakt gebracht werden, wobei die Metall schicht mit der Kunststoffoberfläche des Rohres eine bleibende, kraftschlüssige Verbindung eingeht und die Rohre ummantelt.The process is carried out by following the pipes the extrusion to a temperature below 50 ° C be cooled and then with a molten metal melt ze at a suitable temperature above 120 ° C lies in contact, the metal layer with the plastic surface of the pipe permanent, non-positive connection and the Coated pipes.
Die Konsistenz der Rohre sollte auf die Temperatur der Schmelze so abgestimmt werden, daß bei entsprechender Verweilzeit kein Zusammenbruch oder Zusammenschmelzen der Rohre auftritt. Hierzu werden die Rohre vorzugsweise durch Bestrahlen vernetzt, so daß ihre Schmelztemperatur jedenfalls im Außenmantelbereich wesentlich erhöht ist gegenüber dem nicht-vernetzten Materialien.The consistency of the pipes should depend on the temperature of the Melt can be adjusted so that with appropriate No breakdown or melting time of pipes occurs. For this, the tubes are preferred cross-linked by irradiation so that their melting temperature at least in the outer jacket area is significantly increased versus the non-cross-linked materials.
Es hat sich herausgestellt, daß insbesondere Bleilegie rungen, die unter 300°C schmelzen und bei einer Tempe ratur von zwischen 220 bis 280°C aufgebracht werden, haften. Bleilegierungen, die in dem genannten Tempera turbereich flüssig sind, sind im allgemeinen Legierungen aus Blei und Zinn. Blei-Zinn-Legierungen mit verschie densten Schmelzpunkten sind bekannt und können beispiels weise im Handbuch von KIRK-OTHMER, Band 12, entnommen werden. Bekannt sind außerdem Normen für Bleilegierun gen. Es sei aber nicht ausgeschlossen, daß beispielswei se auch andere Legierungen, wie sie beispielsweise für supraleitende Verbindungen verwendet werden, in vorge nannter Weise aufgebracht werden.It has been found that lead alloy in particular stanchions that melt below 300 ° C and at a temperature temperature of between 220 and 280 ° C, be liable. Lead alloys in the tempera mentioned ture range are generally alloys made of lead and tin. Lead-tin alloys with various Most melting points are known and can, for example taken from the KIRK-OTHMER manual, volume 12 will. Standards for lead alloy are also known gen. But it is not excluded that, for example other alloys, such as those for superconducting compounds are used in pre be applied as mentioned.
Schmelzentemperaturen oberhalb von 300°C eignen sich im allgemeinen nicht für dieses Verfahren, da sie zu einem Zusammenbruch der Kunststoff-Rohre führen.Melt temperatures above 300 ° C are suitable in general not for this procedure as it becomes a Breakdown of the plastic pipes.
Das abgekühlte, zu ummantelnde Rohr wird beispielsweise durch ein Bad, das mit der Schmelze gefüllt ist, ge führt. Dabei wird die Verweilzeit des Rohres in der Schmelze unter Berücksichtigung der Schmelzen-Temperatur so bemessen, daß ein oberflächiges, die Haftung zwischen Kunststoff und Schmelzflüssigkeit vermittelndes Schmel zen des vernetzten Polyolefins erfolgt.The cooled pipe to be jacketed is, for example through a bath filled with the melt leads. The residence time of the pipe in the Melt taking into account the melt temperature dimensioned so that a superficial, the liability between Enamel that conveys plastic and melt fluid cross-linked polyolefin.
Die verflüssigte Blei-Legierung kann auch mit Hilfe ei nes Querspritzkopfes, dem das verflüssigte Metall zuge führt wird, und den das Kunststoff-Rohr durchläuft, auf gebracht werden. Derartige Techniken sind aus der Kunst stoff-Oberflächenbearbeitung bekannt.The liquefied lead alloy can also be produced with the help of a nes crosshead, to which the liquefied metal leads, and which the plastic tube passes through to be brought. Such techniques are from art known fabric surface processing.
Dabei wird der längenspezifische Wärmeinhalt und die Temperatur des im Querspritzkopf auf das Rohr aufgebrach ten Metalls so bemessen, daß sie ausreicht, das Rohr oberflächig derart anzuschmelzen, daß eine Haftung ver mittelt wird.The length-specific heat content and the Temperature of the spray head applied to the pipe dimensioned the metal so that it is sufficient, the pipe melt on the surface in such a way that adhesion ver is averaged.
Insbesondere bei der Verarbeitung von vernetztem Poly ethylen hat sich ein Temperaturbereich von 230-280°C als vorteilhaft für die Schmelze erwiesen, um das Auf bringen zu ermöglichen. Die Verweilzeit des Rohres in der Schmelze sollte zwischen 10 und 30 s liegen. Diese Werte gelten insbesondere für Polyethylen. Für andere Po lyolefine sind ähnliche Werte ermittelt worden. Die Dic ke des Metallmantels beträgt beispielsweise 0,1 bis 1 mm.Especially when processing cross-linked poly ethylene has a temperature range of 230-280 ° C proven advantageous for the melt to the on bring to enable. The dwell time of the pipe in the melt should be between 10 and 30 s. These Values apply particularly to polyethylene. For other buttocks Similar values have been determined for lyolefins. The Dic ke of the metal jacket is, for example, 0.1 to 1 mm.
Neben dem und zusätzlich zu dem Anschmelzen, wie ein gangs genannt, ist es auch möglich, nach der Extrusion und vor dem Kontaktieren mit dem schmelzflüssigen Metall auf die Außenseite des Rohres einen wärmebeständigen Haftvermittler aufzubringen. Ein solcher Haftvermittler sorgt für die Verbesserung und für das Zustandekommen der Haftung zwischen dem flüssigen und später erstarrten Blei-Mantel und der Rohrsubstanz. Als Haftvermittler ei gnen sich beispielsweise solche aus folgender Gruppe: Titanate, Chlorsilane, Chromkomplexe ungesättigter Car bonsäuren oder reaktive siliziumorganische Verbindungen. Wesentlich ist, daß die Haftvermittler bei der herrschen den Temperatur nicht verdampfen oder aufspalten, sondern ihre haftvermittelnde Eigenschaft behalten.In addition to and in addition to melting, like a called gangs, it is also possible after extrusion and before contacting the molten metal a heat-resistant on the outside of the tube Applying adhesion promoters. Such an adhesion promoter ensures the improvement and the coming about the liability between the liquid and later solidified Lead coat and the tube substance. As an adhesion promoter For example, those from the following group: Titanates, chlorosilanes, chromium complexes of unsaturated car bonic acids or reactive organosilicon compounds. It is essential that the adhesion promoters prevail at the do not evaporate or split the temperature, but retain their adhesive property.
Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen die Figuren der Zeichnung:Examples for the implementation of the Ver driving are described in the following description the drawing explained. The figures of the Drawing:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schmelzbades mit einer Rohrdurchführung; Figure 1 is a schematic representation of a weld pool with a pipe bushing.
Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Schmelzbades; Fig. 2 shows another embodiment of the molten bath;
Fig. 3 schematisch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einem Querspritzkopf. Fig. 3 schematically shows a device suitable for carrying out the method with a crosshead.
Ein Polyethylen-Rohr 2 (PE-Rohr) mit 16 mm Innen- und 20 mm Außendurchmesser wird mit Hilfe eines Extruders, wie an sich bekannt, hergestellt und anschließend mit Hilfe eines Betratrons mit einer für die Vernetzung ausreichen den Energie bestrahlt. Das Rohr wird auf eine Trommel 1 aufgewickelt und bei Zimmertemperatur, d. h. etwa 22°C, gelagert. Von der Trommel 1 wird das Rohr 2 abgezogen und durch eine Beschichtungskammer 3 geführt. In dieser Beschichtungskammer wird über einen Drucksprüher 4 ein Haftvermittler, hier ein Chlorsilan, aufgebracht. Der Haftvermittler legt sich um die gesamte Oberfläche des Rohres 2.A polyethylene tube 2 (PE tube) with an inner diameter of 16 mm and an outer diameter of 20 mm is produced with the help of an extruder, as is known per se, and then irradiated with the help of a tratrone with sufficient energy for crosslinking. The tube is wound on a drum 1 and stored at room temperature, ie about 22 ° C. The tube 2 is drawn off from the drum 1 and passed through a coating chamber 3 . An adhesion promoter, here a chlorosilane, is applied in this coating chamber via a pressure sprayer 4 . The coupling agent wraps around the entire surface of the tube 2 .
Nach der Beschichtungskammer 3 gelangt das Rohr über eine abgedichtete Bodenöffnung 7 in die Schmelzwanne 8. Die Schmelzwanne ist verschlossen, so daß in ihr eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten werden kann. In einer Vorheizkammer 9 wird eine Blei-Zinn-Legierung mit einem Schmelzpunkt von 270°C zum Schmelzen gebracht, wofür ent sprechende Heizelemente vorhanden sind. Von der Vorheiz kammer 9 kann in die eigentliche Behandlungskammer 11 die Schmelze durch eine Öffnung 10 mit Verstellvorrich tung eingelassen werden. Auch die Behandlungskammer 11 ist mit Heizelementen versehen und auf eine exakte Tempe ratur einstellbar. Entsprechende Meß- und Regelvorrich tungen sorgen dafür, daß die Schmelztemperatur und der Schmelzenstand auf einem definierten Niveau gehalten wer den. Das mit Haftvermittler versehene Rohr 2 gelangt durch die Schmelze und bleibt etwa 15 s mit der Schmelze in Kontakt. In dieser Zeit erfolgt ein oberflächiges, die Haftung verbesserndes Schmelzen und Verbinden des vernetzten Polyolefins mit dem schmelzflüssigen Metall. Dieses bildet einen Mantel von recht genau 1 mm Dicke. Über eine abgedichtete Entnahmeöffnung 12 wird das be schichtete Kunststoffrohr entnommen und zum weiteren Abkühlen in entsprechende, bekannte Kühlkammern gelei tet.After the coating chamber 3 , the tube reaches the melting tank 8 via a sealed bottom opening 7 . The melting tank is closed so that an inert atmosphere can be maintained in it. In a preheating chamber 9 , a lead-tin alloy with a melting point of 270 ° C. is melted, for which there are corresponding heating elements. From the preheating chamber 9 the melt can in the actual treatment chamber 11 are inserted through an opening 10 with tung Verstellvorrich. The treatment chamber 11 is provided with heating elements and adjustable to an exact temperature. Corresponding measuring and control devices ensure that the melting temperature and the melt level are kept at a defined level. The tube 2 provided with an adhesion promoter passes through the melt and remains in contact with the melt for about 15 s. During this time, there is a superficial, adhesion-improving melting and connection of the cross-linked polyolefin with the molten metal. This forms a jacket with a thickness of exactly 1 mm. The coated plastic tube is removed via a sealed removal opening 12 and is supplied for further cooling in corresponding, known cooling chambers.
In Fig. 2 wird das Beschichten eines Rohres 2 aus kon zentrischem Copolymerisat aus Polyethylen und gepfropf tem Polyethylen dargestellt. Das extrudierte und bereits vernetzte Rohr 2 ist auf eine Trommel 1 aufgewickelt und wird über eine Rolle in ein Bad geleitet, in dem sich eine flüssige Schmelze 11 befindet, die eine Temperatur von 285°C hat. Das Rohr hat vor dem Eintauchen eine Tem peratur von etwa 0-10°C, ist also unter Zimmertempe ratur abgekühlt. Die Schmelze besteht zum großen Teil aus Blei, dem zur Herabsetzung des Schmelzpunktes ein gewisser Anteil von Zinn und Cadmium beigefügt ist. Das Rohr 2 wird über zwei Umlenkrollen 17, 17′ in der Rolle geführt und nach oben abgezogen, wobei eine ähnliche Entnahmeöffnung 12 verwendet ist, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Ein Haftvermittler wird nicht verwen det. Allein das oberflächige Anschmelzen des gepfropften Polyolefins reicht aus, um die Haftung zu vermitteln.In Fig. 2, the coating of a tube 2 made of con centric copolymer of polyethylene and grafted polyethylene is shown. The extruded and already cross-linked tube 2 is wound on a drum 1 and is passed over a roller into a bath in which there is a liquid melt 11 which has a temperature of 285 ° C. The tube has a temperature of about 0-10 ° C before immersion, so it has cooled down to room temperature. The melt consists largely of lead, to which a certain proportion of tin and cadmium is added to lower the melting point. The tube 2 is guided over two deflection rollers 17 , 17 'in the roller and pulled upwards, a similar removal opening 12 being used as shown in FIG. 1. An adhesion promoter is not used. The surface melting of the grafted polyolefin alone is sufficient to impart the adhesion.
Die Verweilzeit in der Schmelze beträgt etwa 10 s. Der Rohrdurchmesser beträgt 25 mm; der Innendurchmesser be trägt 20 mm.The residence time in the melt is about 10 s. The Tube diameter is 25 mm; the inner diameter be carries 20 mm.
Fig. 3 zeigt eine weitere Beschichtungsvorrichtung. Das Rohr 2 wird einem Vorrat entnommen. Es hat eine Tempera tur von etwa 50°C, da es noch nicht ganz wieder auf Zim mertemperatur abgekühlt ist. Das Rohr wird in ein abge schlossenes Gehäuse 23 eingeführt, in dem sich ein Quer spritzkopf 21 befindet. Der Querspritzkopf ist mit zahl reichen Heizvorrichtungen versehen, so daß sich eine schmelzflüssige Bleilegierung mit einer konstanten Tempe ratur von 250°C darin halten kann. Über Einspritzdüsen wird die Bleilegierung auf den Rohrstrang aufgespritzt und haftet an ihm in der bereits beschriebenen Weise, d. h. das verflüssigte Metall ist von Temperatur und Menge so um das Rohr verteilt, daß das Rohr oberflächlich et was angeschmolzen wird, so daß die Haftung zu dem rasch erstarrenden Metall gegeben ist. Anschließend erfolgt eine Kühlung durch ein Kühlaggregat 27. Dem Querspritz kopf 21 wird über eine Leitung 24 eine verflüssigte Blei legierung mit Hilfe einer Pumpe 25 zugeführt, die einer Schmelzwanne 26 entnommen wird. Fig. 3 shows a further coater. The tube 2 is taken from a supply. It has a temperature of around 50 ° C because it has not yet completely cooled down to room temperature. The tube is inserted into a closed housing 23 in which a crosshead 21 is located. The crosshead is provided with numerous heaters, so that a molten lead alloy with a constant temperature of 250 ° C can hold it. The lead alloy is sprayed onto the pipe string via injection nozzles and adheres to it in the manner already described, that is to say the liquefied metal is distributed around the pipe in terms of temperature and quantity in such a way that the pipe is melted on the surface so that the adhesion to it is rapid solidifying metal is given. This is then cooled by a cooling unit 27 . The cross-spray head 21 , a liquefied lead alloy is fed via a line 24 by means of a pump 25 , which is removed from a melting tank 26 .
Gemäß Beispiel 3 ist es auch möglich, einen Haftvermitt ler vorzusehen, beispielsweise an sich bekannte Titanate oder Chromkomplexe ungesättigter Carbonsäuren oder reak tive siliziumorganische Verbindungen, die eine Tempera tur in der genannten Höhe überstehen.According to Example 3, it is also possible to use an adhesion promoter ler to provide, for example titanates known per se or chromium complexes of unsaturated carboxylic acids or reak tive organosilicon compounds that have a tempera survive at the specified height.
Der Verwendungszweck der Rohre ist vor allem die Verle gung von Fernheizungen gerichtet. Die Rohre haben ein Kaliber von 20 bis 200 mm Durchmesser bei einem Innen durchmesser von 15 bis 160 mm. Als Materialien für das Rohr eignen sich insbesondere vernetzbares Polyethylen oder Polybuten.The main purpose of the pipes is to lay them supply of district heating. The pipes have one Calibers from 20 to 200 mm in diameter with an inside diameter from 15 to 160 mm. As materials for that Pipe are particularly suitable for crosslinkable polyethylene or polybutene.
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ID=6407274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19904017035 Expired - Lifetime DE4017035C1 (en) | 1990-05-26 | 1990-05-26 | Extended polyolefin plastic tubes prodn. - by cooling plastic tubes after extrusion then contacting with metal melt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4017035C1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7927416U1 (en) * | 1979-09-27 | 1980-01-17 | Egeplast Werner Strumann Gmbh & Co, 4407 Emsdetten | Plastic pipe |
-
1990
- 1990-05-26 DE DE19904017035 patent/DE4017035C1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7927416U1 (en) * | 1979-09-27 | 1980-01-17 | Egeplast Werner Strumann Gmbh & Co, 4407 Emsdetten | Plastic pipe |
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