DK167858B1 - Sammensat materiale bestaaende af en kontinuert termoplastisk kappe og en over for kappens smeltepunkt foelsom kerne, samt fremgangsmaade til materialets sammensaetning - Google Patents

Description

i DK 167858 B1

Opfindelsen omhandler et ekstruderet, sammensat materiale især beregnet til forstærknings formål og bestående af en kontinuert termoplastisk kappe og en kerne.

5 Sammensatte materialer af denne art er kendt, især med kerner af metal, såsom kabler eller elektriske ledninger.

Fremstillingen af sådanne materialer, eksempelvis som beskrevet i USA-patent nr. 3 764 642, muliggør dog kun en 10 fremstilling af sammensatte materialer med en kerne, der er lidet følsom over for ikke blot kappematerialets smeltepunkt, men også over for ekstruderens temperatur.

Dette gælder også for fransk patentskrift nr. 2 021 601, der beskriver et apparat til pålægning af en kappe om-15 kring et termoplastisk materiale med en stor længde og med et højere smeltepunkt end kappens og altså lidet følsom over for kappens ekstruderingstemperatur. Sædvanligvis fremstilles disse sammensatte materialer ved eks-trudering ved at lade en metaltråd passere igennem kappe-20 pålægningsdysen. Ved en sådan teknik er det altså utænkeligt at kunne fremstille et sammensat materiale med en kerne, der ikke kan tåle kappens ekstruderingstemperatur.

Ifølge beskrivelsen til europæisk patent nr. 0133825 er 25 det kun muligt af fremstille et sammensat materiale, hvor kernens smeltepunkt er mindst lige så stort som kappens, dvs. et materiale med en kerne, der er ufølsom over for kappepålægningstemperaturen ved de kendte arbejdsbetingelser.

30

Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe og at kunne fremstille et sammensat materiale, hvis kerne, ifølge den givne definition, er følsom over for pålægningstemperaturforholdene .

Dette opnås ifølge med et materiale som angivet i kravets kendetegnende del.

35 2 UKTb/bbbbl

Som kappemateriale kan vælges et vilkårligt formstof, som er termoplastisk efter dets ekstrudering. Kernen kan være et pulver, men også fibre eller en tekstur, der er følsom 5 over for kappens temperatur, eller vilkårlige fibre imprægneret med et pulver, der er følsomt over for kappens smeltetemperatur. Almindeligvis består kernen af et pulver og/eller fibre, hvis fysiske udseende eller tekstur let kan beskadiges ved kappens ekstruderingstemperatur.

10

Kernens fibre er eksempelvis af tekstil, kul eller glas.

Den forud for kappepålægningen stedfindende imprægnering af fibrene med pulver er kendt og kan ved en konventionel 15 fremgangsmåde ske ved at lade fibrene passere gennem et fluidiserende lag af pulveret som beskrevet i europæisk patentskrift nr. 0133825.

Det sammensatte materiale ifølge opfindelsen fremstilles 20 på konventionel måde ved ekstrudering af kappen, men med det særlig arrangement ud for det særskilte ekstrude-ringshoved.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med 25 tegningen, der viser et aksialt snit igennem et apparat til fremstilling af det sammensatte materiale ifølge opfindelsen.

Apparatet omfatter en rørformet dyse 1 og en dorn 2, hvis 30 rækkefølge eventuelt kan ombyttes i forhold til den på figuren viste, og af et styrerør 3 for kernen. Styrerøret 3, der eventuelt kan holdes afkølet ved hjælp af en køleanordning 4, er anbragt således, at dets udløbsende udmunder i det væsentlige i flugt med og fortrinsvis i 35 det væsentlige i aksen for udløbskanten af den apparatdel, som former kappens indervæg, det vil sige i det væsentlige i flugt med dornen 2, under opretholdelse DK 167858 B1 3 af en kanal 5 til et kølemiddel, hvilken kanal kan strække sig lige til apparatets udløbskanal 6 for ekstrude-ringsmaterialet.

5 Ifølge opfindelsen er styrerøret 3 ved sin udløbsende afsluttet med et mundstykke med sidevendende huller, og desuden har dette mundstykkes udløbskanal, der fortrinsvis er koaksial med styrerøret, en diameter, der både overstiger diameteren for den gennem styrerøret udstrøm-10 mende kerne og er mindre end inderdiameteren for resten af styrerøret. Dette mundstykke, der er antydet med sort på tegningen ved hovedet af styrerøret 3, har til opgave at styre kølemidlet, normalt en luftstrøm, der ankommer gennem kanalen 5. Dette kølemiddel, der helt eller delvis 15 skifter retning gennem mundstykkets sidevendende huller, vil med en mindre kraft ramme kernematerialet 14 og den i kanalen 6 dannede kappe. Dette arrangement er særlig hensigtsmæssigt, når kernen mere eller mindre udgøres af et pulver. Ved at forskyde styrerøret 3 således, at mund-20 stykkets ende kommer i berøring med dornen 2, er det muligt, som vist på figuren, helt at tillukke kanalen 5 før udløbet fra den del af apparatet, som danner kappens in-dervæg. Ved en sådan total lukning sendes kølemidlet, hvis retning er ændret af mundstykkets sidevendende hul-25 ler, tilbage mod styrerørets indre uden at komme i direkte berøring med kappen. Antallet af sidevendende huller er mindst to modsat beliggende huller, men for at sikre en god drift er det hensigtsmæssigt at udforme en krans af huller omkring mundstykket.

30 På konventionel måde er opbygningen af ekstruderingsdysen og dornen monteret som et vinkelformet hoved 7 fastgjort ved hjælp af en spændemøtrik 8. For at forbedre styrerørets varmeisolation kan man overtrække de varme vægge af 35 kanalen 5 med et isolationsmateriale 9, der virker som en ekstra varmeskærm.

DK 167858 81 4

For maksimalt at formindske udstrålingen fra ekstrude-ringsapparatet anbefales det lige ved apparatets udløb at anbringe et varmeskjold 10, og de bedste resultater opnås med et skjold, der udgår i højde med apparatets yderkant.

5 Skjoldets effektivitet kan forbedres eksempelvis ved at tilføre en luftstrøm igennem et rør 11, hvilken luftstrøm samtidigt kan virke til at opretholde et modtryk på det ekstruderede materiale ved hjælp af en luftgennemstrøm-ningsformindsker 12. Det beskrevne aggregat kan anvendes 10 i forbindelse med en konventionel ekstruder under udøvelse af konventionelle ekstruderings-fremgangsmåder.

Enden af styrerøret 3, det vil sige enden af mundstykket beliggende i det væsentlige i flugt med udløbskanten af 15 den apparatdel, som former kappens indervæg, kan befinde sig inden for kanten, men den kan også som vist på figuren udmunde uden for ekstruderingsdysens udløbskant. Fortrinsvis er afstanden mellem mundstykkets udløbsende fra dornkanten, henholdsvis afstanden mellem mundstykkets 20 udløbsende og ekstruderingsdysens udløbskant, af størrelsesordenen højst 4 mm.

Der ekstruderes en formstofkappe igennem en kanal 13 i ekstruderingsdysen, medens der samtidigt ved den modsatte 25 ende af styrerøret 3, eventuelt afkølet og virkende som en tragt, indføres det materiale 14, der udgør kernen, og som møder kappen ved apparatets udløb, idet der etableres en afkøling i det væsentlige ud for apparatets udløb mellem kappens indervæg og kernematerialet således, at ker-30 nen ikke kan angribes af temperaturen af apparatet eller af kappen ved udløbet 6. Dette kan ske ved at indsprøjte afkølet luft ved 15 i kanalen 5 mellem styrerøret 3 og apparatets varme væg. Som følge af styrerørets fremspring ved apparatets udløb eller af afkølingsgraden for kappens 35 indervæg, eller som følge af begge dele, kan man opretholde det samlede materiale på en temperatur, der er tilstrækkelig lav til under hele kappepålægningsoperationen DK 167858 B1 5 af bevare dets praktisk taget originale udseende uden nogen væsentlig deformation.

For at forbedre kalibreringen af det sammensatte materi-5 ale eller endog forøge dettes afkølingshastighed er det muligt at sende en modstrøm af luft mod yderkappen ved dennes udgang fra apparatet. Dette kan eksempelvis ske ved at indsprøjte luft gennem røret 11 for varmeskjoldet 10.

10

Det sammensatte materiale har talrige anvendelser, især til forstærkning af emner enten eksempelvis ved omvikling og opvarmning af materialet på emnet til sammensvejsning af opbygningen.

15

Nedenfor beskrives nogle udførelseseksempler på opfindelsen.

EKSEMPEL 1 20

Ud fra en ekstruder med en enkelt skrue med en diameter på 30 mm og en aktiv længde på 720 mm og forsynet med apparatet som vist i figuren ekstruderes der med en gennemstrømning på 760 g/h og ved en ekstruderings tempera tur 25 ved apparatet på 220 °C en kappe af polyamid 6 med en diameter på 2 mm, og samtidigt indføres der i kappen tværs igennem det vandkølede styrerør 3 en rowing 320 tex af glasfibre, hvis tråde forud er indlejret i et pulver af polyamid 12 med et smeltepunkt på 176 eC, hvis 30 partikelstørrelse er på ca. 10 ^um.

Fiber/pulver-volumenforholdet er 25/75. I kanalen 5 cirkuleres der en tilstrækkelig stor luftmængde til at tilvejebringe en fluidisering af pulveret i nærheden af kap-35 pepålægningsområdet.

6 UK Ib/Sb8 di EKSEMPEL 2

Ved hjælp af samme ekstruder som i eksempel 1 ekstruderes der med en gennemstrømningsmængde på 860 g/h og ved en 5 ekstruderingstemperatur ved apparatet på 225 ‘C en kappe af polyamid 6 med en diameter på 2 mm, og samtidigt indføres der i kappen tværs igennem det vandkølede styrerør 3 et pulverformigt ekspansionmiddel: nitrogendicarbonamid med en nedbrydningstemperatur på 150 °C, imprægneret på 10 en rowing 320 tex af glasfibre. Fiber/pulver-volumenfor-holdet er 46/54.

Der opnås en sammensat polyamid 6-nitrogendicarbonamid afstivet med fibre, og som derefter kan varmebehandles 15 til udnyttelse af nitrogendicarbonamidets ekspansionsev ne.

EKSEMPEL 3 20 Eksempel 1 gentages med: en apparattemperatur på 225 °C, en kappe af polyethylen med smeltepunktet 117 °C, og, en ekstruderingsgennemstrømningsmængde på 1025 g/h.

25

Der indføres i kappen, samtidigt med dennes fremstilling, en rowing af glasfibre imprægneret med dicumylperoxid i pulverform, hvis reaktionstemperatur er 120 °C. Fiber/-pulver-volumenforholdet er 35/65.

30

Der opnås en sammensætning, der senere kan tværbindes under varme.

EKSEMPEL 4 35

Eksempel 1 gentages med: DK 167858 B1 7 en apparattemperatur på 210 °C, en kappe af polyamid 12, og en ekstruderingsgennemstrømningsmængde på 800 g/h.

5 Der indføres i kappen, samtidigt med dennes fremstilling, en rowing af glasfibre imprægneret med en polyesterblok-amid i pulverform med smeltepunktet 128 eC. Fiber/pulver-volumenforholdet er 43/57.

10 Der opnås en sammensætning, der kan varmebehandles til at forbedre den endelige blødhedsgrad af polyamid 12 takket være den kompatible polyester.

15 20 25 30 35

Claims (1)

1. DK 167858 Bl 8 Patentkrav : Ekstruderet, sammensat materiale især beregnet til for-5 stærkningsformål og bestående af en kontinuert termoplastisk kappe og en kerne, kendetegnet ved, at kernen består af fibre, som er imprægneret med mindst ét pulver valgt i gruppen bestående af termoplastiske harpikser, ekspansionsmidler og tværbindingsmidler, hvis 10 smeltetemperaturer eller, i mangel af sådanne, nedbrydningstemperaturer er lavere end kappematerialets smeltetemperatur, og at nævnte pulver forbliver i pulverform i det sammensatte materiale, hvilket materiale er fremstillet ved ekstrudering af en kappe igennem et apparat, der 15 omfatter en rørformet ekstruderingsdyse (1) og en dorn (2), hvilket apparat er monteret som et hoved i vinkelform således, at der under kappens fremstilling ved hjælp af et styrerør (3) indføres en over for kappens ekstrude-ringstemperatur følsom kerne, og hvor der ved hjælp af et 20 organ beliggende i en kanal (5) mellem apparatet og styrerøret (3) tilvejebringes en afkøling, der reguleres af en dyse med gennemgående sidevendende huller og dannende enden af styrerøret (3), hvilken afkøling i det væsentlige finder sted ud for apparatets udløb mellem kappens in-25 dervæg og det kernen udgørende materiale. 30 35