HRP960299A2 - Oriented polymeric products - Google Patents

Description

Temelji izuma

Ovaj se izum odnosi na proizvode od usmjerenih polimera, a posebno na nove proizvode od usmjerenih polimera, koji sadrže jedan usmjeren kristalni ili polukristalan termoplastičan polimerni materijal koji ima poboljšana svojstva, kao i na postupak i uređaj za njegovu proizvodnju.

Poznato stanje tehnike

Poznato je da se fizička i mehanička svojstva kristalnih i polukristalnih termoplastičnih polimera mogu poboljšati usmjeravanjem njihovih struktura. Postupci obrade polimera. kao što je izvlačenje, oblikovanje puhanjem u kalupima, lijevanje ubrizgavanjem i slično, korišteni su za izradu proizvoda od termoplastičnih polimera s usmjerenom strukturom.

Poslednjih su godina intenzivna proučavanja usmjerena na postupke za deformiranje polimera u čvrstom stanju (tj. ispod temperature topljenja kristala). Kod tih postupaka, polimer se mehanički deformira da bi se dobila jednoosna ili dvoosna usmjerenost molekula. Polimer može biti vučen, istiskivan ili drugačije obrađen na temperaturama od temperature prijelaza stakla do neposredno ispod temperature topljenja kristala polimera. Proizvodi kao što su trake, cijevi, šipke i drugi profilirani oblici, koji obično, ali ne uvijek, imaju pretežno jednosmjernu usmjerenost, proizvedeni su postupcima obrade opisanim, na primjer u US 3,929,960 i US 4,053,270.

Dvoosno usmjerene posude, kao što su boce koje se koriste u industriji bezalkoholnih pića, načinjene su postupkom istiskivanja/razvlačenja rastopine ili postupkom lijevanja ubrizgavanjem u kalup/širenja puhanjem. Takav jedan postupak opisan je, na primjer, u US 3,923,943. Posude se proizvode razvlačenjem polimera, obično preko 250 %. Tako velike deformacije pri razvlačenju mogu dovesti do nehomogenih deformacija strukture, čime se oštećuju agregati sferulitnih kristala, što izaziva tvorbu mikrošupljina i povećanje svih već postojećih mikrošupljina u polimeru. Gustoća polimera je obično smanjena, a svojstva osjetljiva na mikrostrukturu, kao bijeljenje od naprezanja i krtost na niskoj temperaturi, ostaju.

Duguljasti cjevasti polimerni proizvodi velike jačine, kao što su crijeva za visoke pritiske i cijevi za visoke pritiske, proizvode se postupcima istiskivanja materijala u plastičnom stanju. Takav jedan postupak za proizvodnju termoplastične cijevi opisan je u US 3,907,961. Termoplastični polimer je zagrijan do rastopljenog stanja i istisnut je iz aparata za istiskivanje s klipom kroz konično oblikovan kanal na savitljiv trn. Osiguran je rashladni sustav za sklop matrice kako bi se hladile površine cijevi do stvrdnutog stanja. Polimer je istisnut u rastopljenom stanju i dobijena cijev ima neusmjerenu strukturu. Ne spominje se primjena hlađenja za poticanje usmjeravanja.

Sljedeći postupak za izradu cijevi visokog pritiska opisan je u US 4,056,591, koji se odnosi na postupak za reguliranje usmjeravanja diskontinualnih vlakana u proizvodu ojačanom vlaknima proizvedenom kod istiskivanja rastopine ili materijala u plastičnom stanju. Plastična masa ispunjena vlaknima istiskuje se kroz divergentnu matricu koja ima uglavnom konstantni kanal. Zidovi matrice mogu imati mali konus, tako da je površina izlaznog presjeka matrice veća od površine ulaznog presjeka matrice. Veličina usmjeravanja vlakana u pravcu obujma neposredno je povezana s povećanjem površine poprečnog presjeka kanala od ulaza do izlaza kanala. Proizvod je ojačana cijev koja sadrži vlakna koja su usmjerena po obujmu da bi se poboljšala svojstva u pravcu obujma.

Dok vlakna mogu biti usmjerena, polimer je u biti neusmjeren jer je obrađen u rastopljenom stanju. Drugim riječima, stoga što je vlaknima ojačan polimer obrađen u rastopljenom stanju, struktura mu nije načinjena od ljuskastih ili pločastih, radijalno sabijenih, agregata sferulitskih kristala koji su jako usmjereni po obujmu i aksijalno, iako vlakna dodana polimeru mogu biti usmjerena po obujmu i aksijalno.

Tipični postupak za proizvodnju cijevi od usmjerenog polimera, na primjer PVC (polivinilklorid) cijevi prikazan je u WO 90/02644. Postupak obuhvaća stupnjeve koji kontinualno ostvaruju istiskivanje jedne cijevi, reguliranje temperature na neku željenu temperaturu za ostvarivanje usmjeravanja, širenje cijevi pritiskom unutar jednog unutarnjeg područja tlaka i hlađenje. Postupak se temelji na razvlačenju polimernog materijala po izlasku iz sklopa matrice na temperaturi ostvarivanja usmjeravanja, obično 95°C za PVC. Nedostatak je znatna dužina linije potrebna za operaciju podešavanja temperature.

Jedan postupak za usmjeravanje polimernih cijevi, na primjer PVC cijevi, koristeći unutarnji trn, postavljen van sklopa matrice, opisan je u DE 2457078. Taj postupak također ovisi od reguliranja temperature cijevi na pogodnu temperaturu (ostvarivanja) usmjeravanja, na kojoj razvlačenje izaziva usmjeravanje plastičnog materijala.

Još jedan postupak koji se također osniva na ostvarivanju pogodne temperature usmjeravanja izložen je u JP 4-19124. Kod tog postupka se početak ostvaruje u radijalno proširenom zatvorenom alatu, ali se kućište alata uklanja kada se dostigne temperatura usmjeravanja, koja je niža od temperature istiskivanja.

Predloženo je više postupaka za usmjeravanje materijala polietilenske cijevi, ali niti jedan nije do sada našao komercijalnu primjenu. Polietilen je visoko kristalni materijal koji se može uspješno usmjeriti ispod njegove točke topljenja kristala samo istiskivanjem u čvrstom stanju ili korištenjem veoma velikih sila razvlačenja u postupku pojedinačnog izvlačenja u kalupu. Iznad točke topljenja kristala, usmjeravanje se može izvesti tijekom istiskivanja cijevi, ali samo u jednom veoma uskom opsegu temperatura. Veliki je problem u ovom slučaju to, što usmjerenost naglo nestaje, pa se samo proizvod tankih zidova može dovoljno brzo ohladiti da zadrži usmjerenost. Primjer tipično rasporeda linije za proizvodnju polietilenske skupljive cijevi tankih zidova opisan je u EP 0507613.

Deformacija umreženih polietilenskih cijevi poznata je, na primjer, iz nekoliko patenata koji se uglavnom odnose na toplotno skupljive proizvode. Tako, na primjer, DE 2051390 opisuje postupak za kontinualnu proizvodnju cijevi formiranih od umreženih poliolefma, pri čemu je potpuno umrežen materijal poslije izlaska iz sklopa alata proširen, potom u tom stanju ohlađen. Širenje se izvodi pomoću trna. Ne spominje se stupanj širenja kao niti usmjeravanje ostvareno širenjem. Stupanj umreženosti nakon širenja nije naznačen. Postupak se koristi za proizvodnju skupljivih cijevi.

DE 2200964 opisuje postupak za proizvodnju umreženih polimernih cijevi. Umrežavanje, obično, počinje u glavi za utiskivanje ili po izlazu iz sklopa alata.

DE 2719308 opisuje postupak za proizvodnju skupljivih cijevi kod kojih umrežavanje počinje iza matrice za izvlačenje. Usmjeravanje se ne koristi za povećanje jačine proizvoda. EP 0046027 opisuje drugi postupak za proizvodnju umreženih skupljivih proizvoda.

US 3,201,503 opisuje postupak za proizvodnju umreženih skupljivih folija. Po tom je postupku rastopljen polimer, koji sadrži neki peroksid, istisnut u jednu posebnu komoru za umrežavanje, a potom puhanjem pretvoren u cjevasti element velikog promjera. Spomenuto je istiskivanje umreženih cijevi za vruću vodu, ali ti cjevovodi nisu usmjereni.

EP 0126118 opisuje postupak za usmjeravanje plastične cijevi po kome se cijev po izlasku iz glave alata propušta kroz zagrijan šuplji omotač da bi se izvršilo umrežavanje materijala, i pri čemu se umrežena cijev unutar omotača širi poslije umrežavanja, a pomoću unutarnjeg pritiska, kako bi došla u dodir s unutarnjom površinom šireg dijela omotača. Ne spominje se temperatura istiskivanja niti dodavanje sredstava za umrežavanje, a nema niti opisa aksijalnog usmjeravanja i hlađenja plastične cijevi. Postupak također zahtijeva dugačak cjevasti omotač za podešavanje temperature jer se proizvedena cijev u biti zagrijava protokom toplote koja dolazi samo s vanjske strane omotača.

GB 2089717 opisuje uređaj za istiskivanje za proizvodnju plastičnih cijevi s duguljastim trnom pričvršćenim na pužni zavrtanj za potiskivanje materijala, ili postavljenim kroz isti. Cilj je izbjeći nepovoljno djelovanje krakova za držanje trna u alatu. Patent spominje usmjeravanje ali ne opisuje kako postupak može ostvariti trajnu usmjerenost u proizvodu. Osnovna ideja je da se koristi unutarnji napon smicanja od unutarnjeg obrtnog trna i vanjski napon smicanja izazvan aksijalnim protokom materijala (nigdje nije rečeno da protok može biti sa začepljenjem). Iako se u patentu spominje primjena umreženih polimera, ne ukazuje se da bi umrežavanje potaklo usmjeravanje. Također, nema niti podatka gdje bi u uređaju za istiskivanje došlo do umrežavanja. Cilj je da se dobije cijev za vruću vodu koja ima vanjsku površinu manje umreženu da bi se omogućilo zavarivanje.

Usmjeravanje korištenjem glatkog trna poznato je i iz EP 0563721. Po tom postupku se djelomično oblikovan materijal navlači na trn pomoću naprave s valovitom površinom. Iako je na crtežu prikazan konični trn ispred trna za usmjeravanje, nigdje se ne spominje korist od takve konstrukcije. Trn se jednostavno koristi da dovede djelomično oblikovan materijal u dodir s blokovima kalupa. Proces se također osniva na razvlačenju materijala po izlasku iz zatvorenog područja sklopa matrice za istiskivanje.

Patenti čiji se opisi odnose na proizvodnju cijevi i/li na proizvodnju kompozitnih metalo-plastičnih cijevi, obuhvaćaju, na primjer:

Švicarski patent br. 434716, US 4144111, DE 2606389, FR 1385944, švicarski patent br. 655986, EP 0067919, EP 0353977, DE 3209600, EP 0024220, US 3952937, GB 2111164, DE 292,3544, DE 2017433, DE 1800262, DE 2531784, DE 2132310 i EP 691193.

Prikazi svih prije spomenutih patenata ovdje su uključeni u cjelini i za sve svrhe kao literatura. Poznati procesi istiskivanja, koji su naprijed opisani, po kojima se izrađuju cjevasti proizvodi koji se u biti sastoje od termoplastičnih polimera, nisu sposobni, a i ne mogu se prilagoditi da šire neki polimer najmanje za 100% u smjeru opsega kod deformacije tipa sabijanja. Poznati postupci za izradu crijeva ili dugačkih cjevastih proizvoda usmjereni su na postupke istiskivanja rastopine ili istiskivanja s plastificiranjem materijala, što obično dovodi do izrade neusmjerenih proizvoda.

Poznati postupci za izradu posuda velikog promjera usmjereni su na postupke razvlačenja ili zatezanja kod kojih se polimer širi bar za 100% u smjeru opsega. Razvlačenje ili zatezanje izaziva nehomogene deformacije agregata sferulitnih kristala u strukturi polimera. Sferuliti se kidaju i zakošavaju. Formiraju se mikrošupljine, mikrovlakna pa čak i vlakna. Postojeći defekti u polimeru, kao što su mikrošupljine, povećavaju se. Dobiveni proizvodi su u velikoj mjeri usmjereni u pravcu opsega, ali imaju formirane defekte u strukturi.

Ciljevi izuma

Jedan je cilj izuma izrada proizvod koji će sadržati kistalni ili polukristalni polimerni materijal koji je trajno usmjeren (orijentiran) na temperaturama okolne sredine.

Daljnji je cilj izuma ostvarivanje postupka deformiranja koji je po svojoj prirodi postupak sabijanja, čime se u biti otklanjaju problemi nehomogene deformacije i s njom povezanih defekata, a dobiva se usmjerena struktura od agregata sferulitnih kristala, koja nema takve defekte.

Sljedeći je cilj izuma dobiti proizvod koji sadrži kristalni termo-plastični polimerni materijal koji je u biti bez defekata izazvanih nehomogenom deformacijom polimera, koji je usmjeren i u pravcu po obujmu i u aksijalnom pravcu, i ima posebno povećanu jačinu na prskanje po obujmu i otpornost na udarno zatezanje u opsegu temperatura od temperature okolne sredine pa do niskih temperatura, i koji u biti zadržava gustoću polimera od kojeg je izrađen.

Još je jedan cilj izuma ostvarivanje proizvoda koji će sadržati kristalni termoplastični polimerni materijal koji je ekspandiran najmanje 100% u pravcu obujma i najmanje 50% u aksijalnom pravcu, koji ima strukturu koja se, u biti, sastoji od pojedinačnih ljuskastih ili pločastih, radijalno sabijenih, sferulitskih kristalnih agregata koji su usmjereni i u pravcu obujma i u aksijalnom pravcu, koji je u biti bez defekata izazvanih primijenjenim procesom, kao što su mikrošupljine, i ima gustoću istu ili veću nego kod istog polimera koji je obrađen poznatim postupcima, i koji ima povećanu jačinu po obujmu ina udarno zatezanje i manje je podložan daljnjim mikrostrukturnim oštećenjima pri daljnjem razvlačenju.

Ostali ciljevi ovog izuma jasnije će se sagledati iz sljedećeg opisa i crteža.

Kratak opis izuma

U svom prvom vidu, izum daje jedan proizvod koji sadrži kristalan ili polukristalan termoplastičan polimerni materijal, pri čemu je polimerni materijal umrežen, ili ima kalemljene bočne nizove koji stvaraju prostornu smetnju, i koji je trajno orijentiran na temperaturi okolne sredine, tako da je jačina na istezanje polimernog materijala u pravcu ili pravcima usmjeravanja veća od jačine na istezanje neusmjerenog proizvoda od istog polimernog materijala.

U svom drugom vidu, izum daje postupak za proizvodnju proizvoda od usmjerenog kristalnog ili polukristalnog termoplastičnog polimera, koji obuhvaća:

(i) zagrijavanje kristalnog ili polukristalnog termoplastičnog materijala do temperature, ili iznad, njegove točke topljenja kristala,

(ii) oblikovanje polimernog materijala u proizvod dok je na, ili iznad njegove točke topljenja kristala,

(iii) podvrgavanje polimernog materijala silama smicanja i/ili razvlačenju, bilo u tijeku, bilo nakon formiranja proizvoda, da bi se izvršilo usmjeravanje polimernog materijala u uzdužnom i/ili poprečnom pravcu,

(iv) reagiranje polimernog materijala, bilo prije, u tijeku ili poslije formiranja predmeta, bilo prije ili tijekom usmjeravanja, ili nakon usmjeravanja, ali prije započinjanja značajnijeg popuštanja usmjerenosti, s nekim sredstvom za umrežavanje, ili nekim sredstvom za kalemljenje, čime se prostorne smetnje kretanja polimernog niza povećavaju,

pri čemu dobijeni proizvod ima jačinu na istezanje u pravcu, ili pravcima usmjeravanja veću od jačine na istezanje neusmjerenog proizvoda formiranog od istog polimernog materijala.

U svom trećem vidu, izum osigurava uređaj za istiskivanje za proizvodnju usmjerenog ekstrudata od polimernog materijala, koji obuhvaća:

a) aparat za istiskivanje sa plastificiranjem, koji osigurava rastopinu (ili rastopine) ili djelomičnu rastopinu (ili rastopine) navedenog polimernog materijala (ili polimernih materijala) i jedne kemijski reaktivne supstance, i koji dostavlja tu rastopinu, ili djelomičnu rastopinu, pod pritiskom, kroz otvor za pražnjenje u ovom aparatu za istiskivanje,

b) duguljastu šupljinu za formiranje oblika protoka, koja ima ulazni otvor povezan sa spomenutim otvorom za pražnjenje aparata za istiskivanje, protočnu šupljinu i otvor za pražnjenjem pri čemu je relativna geometrija protočne šupljine i otvora za pražnjenje takva, da se u rastopljenom polimernom materijalu, koji protiče od aparata za istiskivanje kroz tu šupljinu, formira izdužen oblik protoka koji izaziva usmjeravanje molekula bar poprečno na pravac protoka unutar rastopljenog polimernog materijala.

c) matricu za istiskivanje koja zadržava usmjerenost, opremljenu otvorom koji se pruža cijelom njezinom dužinom, pri čemu taj otvor matrice ima ulazni i izlazni kraj, pri čemu je otvor za pražnjenje spomenute šupljine povezan s ulaznim krajem otvora matrice, pri čemu otvor za pražnjenje ima površinu poprečnog presjeka u opsegu od 0,9 do 2.0 puta površina poprečnog presjeka otvora matrice,

d) napravu za reguliranje temperature, za održavanje temperature tekućeg rastopljenog polimernog materijala ispod temperature reakcije pomenute kemijski reaktivne supstancije u napravi za istiskivanje i bar u prvom dijelu spomenute šupljine, i za održavanje temperature tekućeg rastopljenog polimernog materijala iznad spomenute temperature reakcije bar u drugom dijelu spomenute šupljine i/ili ulaznom kraju otvora matrice,

e) eventualno, napravu za reguliranje temperature za održavanje u otvoru matrice aksijalnog gradijenta temperature koji opada u smjeru proticanja kroz neku srednju temperaturu matrice u biti jednaku normalnoj točki topljenja polimernog materijala, tako da će se stvrdnjavanje polimernog materijala suzbiti u ulaznom području matrice a može započeti unutar te matrice,

f) eventualno, napravu za hvatanje, promjenljive brzine, za izvlačenje ekstrudata od spomenutog polimernog materijala iz izlaznog kraja otvora matrice sa kontroliranom brzinom izvlačenja,

pri čemu je raspored takav, da se ekstrudat počinje stvrdnjavati unutar matrice ili po izlasku iz spomenutog izlaznog kraja otvora matrice, ali prije no što može doći do iole značajnijeg radijalnog širenja tog ekstrudata.

Izum je posebno primjenljiv na izradu šupljih predmeta, posebno duguljastih šupljih predmeta kao što su cijevi raznih promjera, cjevovodi i slično, pa će biti detaljnije opisani u odnosu na proizvodnju takvih predmeta. Podrazumijeva se, međutim, da izum nije ograničen na proizvodnju takvih predmeta i da može naći primjenu u proizvodnji boca, posuda, sipki, omotača za žice i kablove, cijevnih priključaka i drugih predmeta od polimera.

U ovoj specifikaciji, točka topljenja kristala polimernog materijala definirana je kao temperatura pri kojoj se kristali počinju formirati poslije hlađenja polimernog materijala iz rastopine, a može se odrediti prema postupku ASTM-D648.

Izum se osniva dijelom na shvaćanju da je, da bi se velika usmjerenost molekula, razvijena unutar polimernog materijala, na primjer pri njegovom uzdužnom protoku kroz matricu za istiskivanje ili razvlačenjem, zadržala u gotovom proizvodu, neophodno da se ta usmjerenost "zamrzne" stvrdnjavanjem polimernog materijala prije no što usmjerene molekule budu imale dovoljno vremena da se opuste. Zbog male toplotne provodljivosti polimera, kombinirane s kratkim vremenima opuštanja za većinu rastopljenih plastičnih materijala, protokom izazvano usmjeravanje se normalno ne može trajno zadržati u krajnjoj strukturi da bi se proizveli predmeti sa značajno poboljšanim vrijednostima modula i jačine.

U postupku prema izumu, kemijski aktivna supstancija, koja može biti neki reaktivni polimer, monomer ili neki drugi pogodni spoj, dodaje se polimernom materijalu da bi se olakšalo usmjeravanje materijala i tako ostvario postupak usmjeravanja koji je pogodan za praktičnu komercijalnu uporabu Kemijski reaktivna supstancija može biti, na primjer, neko sredstvo za umrežavanje, neko sredstvo za kalemljenje, ili neki reaktivni spoj koje polimernim molekulama može dodati glomazne krajnje grupe.

Dodavanje takvih kemijski aktivnih supstancija, na primjer peroksida za umrežavanje polietilena, poznato je kod istiskivanja cijevi za vruću vodu kada treba ostvariti umrežavanje materijala od koga se te cijevi izrađuju. Obično se te cijevi, načinjene od polietilena ultra velike molekulske mase, umrežavaju do gelskog nivoa od 60 do 80% u težnji da se ostvari dobra kvaliteta i svojstva malog puzanja na povišenim temperaturama. Međutim, čak i ako bude nepovoljnih utjecaja na radijalno širenje cijevi u svezi s istiskivanjem, jedina svrha dodavanja sredstva za umrežavanje je da se ostvari umrežavanje i time poboljšaju svojstva u pogledu puzanja na povišenim temperaturama.

Neočekivano je otkriveno da dodavanje, čak i na veoma niskim nivoima, nekog sredstva za umrežavanje ima dramatičan utjecaj na sposobnost usmjeravanja plastičnih materijala. Tako, na primjer, kod istiskivanja i usmjeravanja polietilenskih cijevi na 200°C, nema načina da se ostvari trajno usmjeravanje jer će se napon u materijalu trenutno izgubiti. Međutim, malim umrežavanjem polimernog materijala u stupnju od 1 ili 2% ili više, poželjno 10-20%, prije usmjeravanja, utvrđeno je da još uvijek postoji znatno, na primjer preko 50% povećanje jačine proizvoda poslije usmjeravanja. Slično se može postići kalemljenjem velikih molekula bočnog niza na polimerne nizove, što će biti kasnije opisano. U ovom je opisu stupanj umrežavanja izražen sadržajem gela, mjerenog prema ANSI/ASTM D2765-68.

Dodavanje sredstva za umrežavanje prije ili tijekom istiskivanja polimernog materijala, da bi se olakšalo usmjeravanje, također je opisano, i za njega je tražena zaštita, u švedskoj patentnoj prijavi br. SE 9503272-8, u procesu ispitivanja, od ovog prijavitelj, čiji je cjelokupni opis ovdje uključen kao literatura za sve svrhe.

U usporedbi s poznatom tehnologijom, kod koje su temperature istiskivanja znatno ispod 150°C, kod prikazanog je izuma opseg temperatura u kome se može ostvariti usmjeravanje polietilenskog materijala dramatično proširen: primjenjljive temperature kod ovog procesa se obično kreću u opsegu od 135°C do 250°C, pri čemu je, iz praktičnih razloga, preporučljiva temperatura procesa oko 180°C.

Još je zanimljivije to, što se izum može primijeniti na mnoge različite polimerne materijale. Do sada su polietilenske (PE) vrste koje su se mogle usmjeravati, bili skupi polimeri sa specijalnom raspodjelom molekulske mase i srazmjerno velikom molekulskom masom. Postupak prema izumu omogućuje da se koristi mnogo veći izbor polimera. Tako, na primjer, jeftini polietilen male gustoće (LPD), kada se djelomično umreži i pomiješa s PE velike molekulske mase, dramatično će poboljšati svoje sposobnosti usmjeravanja, čak i pri malim koncentracijama.

U jednom svom drugom izvođenju, izumom se ostvaruje postupak reaktivnog istiskivanja, ako je potrebno s odgovarajuće prilagođenim aparatima za istiskivanje ili koničnim matricama, kojim se postiže poboljšano usmjeravanje u polimernoj masi, pri čemu se imobilizacija kolekulskih nizova ne postiže umrežavanjem, već reakcijama kalemljenja ili dodavanjem krajnjih grupa, pri čemu se nizu pridodaje bočna ili krajnja grupa znatne veličine. Ovako dobijena prostorna smetnja poboljšava svojstva usmjeravanja matrice. To će, bez sumnje, pružiti zanimljive mogućnosti, naročito u području biopolimera. Poželjne reakcije kalemljenja su, na primjer, reakcije kalemljenja s rastopljenim slobodnim radikalima, kod kojih se koriste monomeri sposobni za uvođenje glomaznih bočnih grupa. Pogodni monomeri mogu obuhvaćati, na primjer, oksazolinske grupe, pa je jedan specifičan primjer ricinoloksazolin maleinat (OXA). Reakcija kalemljenja, kod koje je korišten polipropilen kao primjer kristalnog termoplastičnog polimernog materijala, prikazan je na priloženoj slici 6. Kod te je reakcije degradacija do b-cijepanja svedena na minimum, na primjer dodavanjem pogodnih hinona ili drugih sredstava. Bit će očito da se mijenjanjem veličine grupe R mogu optimizirati svojstva polimernog materijala kao i djelovanje na usmjerljivost. Postotal reagiranih bočnih ili krajnjih grupa priključenih na polimerni lanac može se mijenjati od 1 do 100%, već po želji.

U tijeku razvoja novog polimernog proizvoda, neočekivano je otkriven drugi fenomen. Ako se može smanjiti pokretljivost molekulskih nizova, može se dobiti jače orijentiran proizvod. Tako, na primjer, utvrđeno je da se dodavanjem vlaknastih aditiva polimerskoj matrici povećava jačina proizvoda više no što bi se zapazilo kod normalnih tehnologija (bez potonjeg molekulskog usmjeravanja). Bez namjere da se veže za bilo koju određenu teoriju, vjeruje se da vlakna, naročito kada se koriste nove tehnike istiskivanje, opisane na drugom mjestu u ovoj specifikaciji, teže imobiliziranju dijela polimerske matrice, čime nameću generiranje dodatnog usmjeravanja molekula pored usmjeravanja vlaknima. Na neki način ta vlakna mogu djelovati kao učinkovita sredstva na formiranje jezgara koja daju pogodnu strukturu djelomično kristalnoj usmjerenoj matrici.

Kod jednog preporučljivog izvođenja izuma, nadalje je utvrđeno da uvođenjem usmjeravanja matrice smicanjem ili započinjanjem izvlačenja po poprečnom presjeku prije početka umrežavanja ili kalemljenja polimerni materijal može postati još jači. Vjeruje se da ovo izvođenje izuma, kod kojeg su molekule prethodno poravnate uz termoplastično usmjeravanje prije umrežavanja ili kalemljenja, kada se koristi za proizvodnju usmjerenih proizvoda debelih zidova, ostvaruje jačinu molekulskih nizova veću nego za slučaj kada je matrica umrežena ili kalemljena u nekom proizvoljnom stanju (tj. kada se nizovi slobodno križaju) i čini se da ugljik-ugljena jačina poravnanih nizova može biti veća nego jačina veza ostvarenih normalnim umrežavanjem.

Napokon, iako izum nije ograničen niti na jednu određenu teoriju, smatra se daje djelovanje umrežavanja ili kalemljenja na usmjeravanje u temelju povezano s principom korištenja dobro prionutih vlakana kao sredstva za imobilizaciju matrice. Umrežavanja vjerojatno rade kao vlakna proizvedena na licu mjesta.

Ovaj osnovni princip znači da prikazani izum također može omogućiti dobivanje proizvoda usmjerenih bolje nego što je predviđeno, korištenjem tekuće kristalnih plastičnih masa u matrici da bi se potaklo usmjeravanje molekula. Isto tako, na primjer, moguće je pomiješati polietilen male viskoznosti s nekim sredstvom za umrežavanje i polietilen veće viskoznosti, pa smjesu istiskivati iz uređaja za istiskivanje koji ostvaruje raspodjelu masa u vidu zavojnice, tako da se u krajnjem, usmjerenom proizvodu dobiva polje isprepletanog usmjeravanja umreženih molekula koje najvećim dijelom potiče od polietilena male gustoće ugrađenog u djelomično usmjerenu matricu.

Novi polimerni proizvodi prema prikazanom izumu trajno su usmjereni na temperaturi okolne sredine, što će reći da se usmjeravanje u biti održava, osim ako se temperatura proizvoda ne podigne do neke povišene temperature na kojoj se opet zapaža pokretljivost polimerskih nizova. Veličina usmjeravanja u plastičnom materijalu može se utvrditi bilo kojim pogodnim postup-kom, na primjer IC spektrofotometrijom kombiniranom s polarizatorom sa žičanom rešetkom.

Rezultati mjerenja maksimuma apsropcije mogu se matematički analizirati i povratna veza se može priključiti na sustav regulacije procesa uređaja za istiskivanje, na primjer aparata za istiskivanje i grijača. Ovime se omogućuje da se usmjeravanje polimernog materijala regulira automatskim sustavom kontrole procesa.

Korištenjem određenih izvođenja postupka prema izumu mogu se ostvariti i drugi novi učinci. U ovom se procesu može lako ostvariti željena ravnoteža između aksijalnog izvlačenja i dijametralnog izvlačenja. Normalno su kod usmjeravanja mjere za ostvarivanje te ravnoteže ograničene. Reguliranje brzine istiskivanja ili brzine izvlačenja jedna je od mogućnosti, ali to može lako dovesti do nepotrebno velike usmjerenosti u aksijalnom pravcu.

U ovoj specifikaciji, aksijalni koeficijent izvlačenja je definiran kao:

nova dužina po izvlačenju / početna dužina x drugi korijen iz dijametralnog koeficijenta izvlačenja,

a dijametralni koeficijent izvlačenja je definiran kao:

novi srednji promjer / početni srednji promjer.

Postupak prema izumu može se koristiti, na primjer, za izradu novih usmjerenih termoplastičnih cijevi koje imaju reguliran stupnjem dvoosne usmjerenosti u aksijalnom pravcu i u pravcu obujma, a posebno onih koje imaju jačinu na kidanje u pravcu obujma koja je, na primjer, najmanje dvostruko veća od jačine na kidanje mjereno u aksijalnom pravcu. Ova kombinacija predstavlja optimalnu kombinaciju za jačinu na prskanje slobodno postavljenih cijevi za visoke pritiske. Postupak prema izumu, međutim, daje skoro neograničene mogućnosti reguliranja. Tako, na primjer, kad se koristi početno usmjeravanje izazvano smicanjem, može se koristiti "sirovina" ili poluproizvod koji sadrži prvenstveno potpuno po obujmu usmjerene molekule. Kad se ovaj poluproizvod potom (nadalje) umreži i proširi na trnu, dobij a se proizvod s pojačanim radijalnim usmjeravanjem. Nadalje se, pri izlasku iz sklopa alata, brzina izvlačenja može podešavati, tako da se usmjerenost po obujmu prenese i na aksijalni pravac, tako da se generira mrežasto isprepletana struktura usmjeravanja koja se da lako uravnotežiti da bi se dobila željena svojstva. Specifični zahtjevi procesa ili ograničenja više ne određuju svojstva proizvoda, pa se mogu ostvariti optimizirana svojstva. Tako, na primjer, kad se koristi zatvoreni sistem alata, polimerni materijal se može potiskivati preko trna pa nije potrebno aksijalno izvlačenje.

Kod jednog posebno preporučljivog izvođenja postupka prema izumu, polimerni materijal je usmjeravan u više stupnjeva koji se mogu izvesti prije i poslije umrežavanja ili kalemljenja. Prema drugom jednom vidu, izum daje postupak za formiranje i kontinualno usmjeravanje proizvoda koji sadrži polimerni materijal (ili materijale) na temperaturi koja je viša od temperature topljenja kristala spomenutog materijala (ili spomenutih materijala), karakterističan po stupnjevima:

- dodavanja kemijsko reaktivne supstancije (ili supstancija) polimernom materijalu prije ili tijekom formiranja bilo cjelokupnog proizvoda, bilo jednog ili više slojeva jednog višeslojnog proizvoda, ili aksijalnim ili helikoidnim trakama proizvoda, ili izvjesnim segmentima proizvoda u aksijalnom pravcu,

- plastificiranja i formiranja poluproizvoda od polimernog (ili polimernih) materijala ovako pripremljenog na temperaturi koja nije dovoljno visoka da bi aktivirala reakciju te reaktivne supstancije (ili supstancija),

- eventualno uvođenja smicanja bar u sloj (slojeve) gdje je dodana (ili su dodane) kemijski reaktivna supstanca i/ili razvlačenja još uvijek mekog poluproizvoda u jednom ili u oba pravca, istovremeno ili po stupnjevima, pri čemu to razvlačenje obuhvaća aksijalno vučenje da bi se izvršilo termoplastično usmjeravanje materijala u uzdužnom pravcu poluproizvoda i/ili radijalno širenje da bi se izvršilo termoplastično usmjeravanje materijala u pravcu obujma poluproizvoda,

- smanjivanja pokretljivosti molekula u sloju (ili slojevima) koji treba usmjeravati aktiviranjem kemijske reakcije između kemijski reaktivne supstancije (ili supstancija) i polimernog (ili polimernih) materijala kome je dodana kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) kada je polimerni materijal (materijali) u rastopljenom stanju u tijeku istiskivanja i omogućavanja reakciji da se odvija do stupnja koji se kreće od 1,0 do 100% računato od broja kemijski reaktivnih grupa,

- uvođenja smicanja bar u sloj (slojeve), trake ili segmente proizvoda kojima je dodana (ili su dodane) kemijski reaktivna supstanca i/ili razvlačenja još uvijek mekog, bar djelomično reagiranog poluproizvoda u jednom ili u oba pravca, istovremeno ili po stupnjevima, pri čemu to razvlačenje obuhvaća aksijalno vučenje da bi se izvršilo termoplastično usmjeravanje materijala u uzdužnom pravcu poluproizvoda i/ili radijalno širenje da bi se izvršilo termoplastično usmjeravanje materijala u pravcu obujma poluproizvoda,

- kalibriranje i hlađenje poluproizvoda u usmjerenom stanju da bi se usmjeravanje učinilo trajnim, bar u sloju (ili slojevima) gdje se odvijala kemijska reakcija (ili reakcije).

Kod jednog posebno preporučljivog izvođenja postupka prema izumu, polimerni materijal se može izložiti sljedećem umrežavanju u sljedećem stupnju umrežavanja nakon što je izvedeno početno umrežavanje ili kalemljenje. Utvrđeno je da, iako je stupanj umrežavanja od l do 80%, poželjno od najmanje 2 do 80% dovoljan da poveća opseg temperatura usmjeravanja u dovoljnoj mjeri u mnogim slučajevima, može se izvršili daljnje umrežavanje od 99 do 20% da bi se još više poboljšala dimenzijska stabilnost.

Sljedeće se umrežavanje može izvesti, na primjer, ozračavanjem, koristeći gama zračenje ili zračenje elektronskim snopom. Međutim, preporučljivo je da se sljedeće umrežavanje izvede aktiviranjem preostalog sredstva za umrežavanje u polimernom materijalu, na primjer zagrijavanjem. Preostalo sredstvo za umrežavanje aktivirano na ovaj način može biti preostali dio sredstva za umrežavanje koje je bilo uključeno u početnu reakciju umrežavanja, ili neko drugo sredstvo za umrežavanje koje se aktivira na nekoj višoj temperaturi. Sljedeće umrežavanje ne mora se vršiti tijekom izrade polimernog proizvoda. Tako, na primjer, sljedeće umrežavanje se može izvesti nakon što je cijev ugrađena i savijena u željeni oblik. U takvom se slučaju sljedeće umrežavanje može izvesti, na primjer, ponovnim zagrijavanjem cijevi nekim električnim grijačem koji može biti ugrađen u cijev kao provodljivi metalni ili plastični sloj u tijeku izrade. Električni grijač može se izvesti tako da aktivira preostalu količinu sredstva za umrežavanje, na primjer nekog peroksida, namjerno ostavljenog u polimernom materijalu cijevi.

Prema još jednom vidu izuma, postupak se može koristiti za dobivanje novih proizvoda koji imaju vrlo zanimljiva nova svojstva. Stoga što usmjerenost može biti "aktivirana" u bilo kom dijelu ili sloju proizvoda, na primjer pomoću magnetskog, dielektričnog ili mikrovalnog grijanja, mogu se projektirati proizvodi koji će imati specifična svojstva.

Tako se, na primjer, mogu formirati cjevasti proizvodi s inertnim unutarnjim slojem ili unutarnjim zidom, jednim kemijskim umreženim nosećim srednjim slojem i vanjskim slojem čije je umrežavanje ostvareno zračenjem ili djelovanjem svjetlosti. Isto tako, ova nova tehnika čini izvodljivom proizvodnju troslojnih cijevi sa pjenom od umreženog polietilena (PEX) u srednjem sloju i unutarnjim slojem od usmjerenog materijala cijevi. Mogu se koristiti i fizička i kemijska sredstva za stvaranje pjene, već prema potrebi, a poslije usmjeravanja mase polimernog materijala, sloj koji sadrži sredstvo za stvaranje pjene može se širiti do granice regulirane bilo kojim unutarnjim i vanjskim hlađenjem nakon izlaska iz sklopa matrice za istiskivanje i bilo kojom napravom za kalibriranje.

Isto tako, koristeći, na primjer, postupak sličan onom opisanom u WO 90/ 08024, mogu se, kad je središnji trn koničan, a na istisnut proizvod se djeluje silom, kako je opisano, na primjer, u WO 93/25372, izrađivati usmjerena koljena cijevi.

Prema još jednom vidu izuma, olakšana je proizvodnja drugih novih šupljih proizvoda, na primjer cijevi s naručenim svojstvima. Proizvod kojeg treba proizvesti može biti, na primjer, kompozitni proizvod kao što je višeslojna cijev kod koje slojevi mogu biti od različitih plastičnih materijala, ili cijev s aksijalnim trakama od različitih plastičnih materijala. Slojevi ili trake mogu biti umreženi ili neumreženi, a tamo gdje su umreženi mogu obuhvaćati različita sredstva za umrežavanje. Izraz "različiti materijali" također obuhvaća materijale istog kemijskog sastava, ali umrežene u različitom stupnju, u opsegu od 0 do 100%.

Dodavanjem sredstva, za umrežavanje samo onom dijelu proizvoda kojeg treba usmjeravati, mogu se dobiti proizvodi veoma promjenljivih svojstava, kao što su proizvodi kod kojih je, na primjer, unutarnji sloj načinjen od neusmjeravanog materijala da bi imao veću otpornost na abraziju, dok vanjski sloj od bojanog neusmjeravanog materijala može biti pogodan zbog boljih svojstava pri zavarivanju.

Kod sljedećeg vida prikazanog izuma, mogu se proizvoditi duguljasti, kompozitni šuplji proizvodi kao što su cijevi, koje imaju jedan sloj od usmjerenog kristalnog ili polukristalnog polimernog materijala i jedan sloj od nekog različitog materijala, na primjer metalni sloj.

Cjevasti sloj od različitog materijala može se prethodno oblikovati, na primjer, istiskivanjem, ili formirati na licu mjesta namotavanjem u vidu zavojnice lista ili trake materijala i zavarivanjem, na primjer kontinualnim sučelnim zavarivanjem ili zavarivanjem ultrazvukom, ili mehaničkim povezivanjem susjednih krajnjih područja. Kada taj različiti materijal obuhvaća metalnu cijev načinjenu na licu mjesta, metalni lim ili traka može se oblikovati u cijev uz otvor uređaja za istiskivanje, tako da se polimerni materijal istiskuje unutar već formirane metalne cijevi. Tako, na primjer, usmjerljiv polimerni materijal može se istiskivati u rastopljenom stanju u uređaju za istiskivanje s prstenasim otvorom koji ima dijametralno konvergentnu geometriju, čime se rastopljen polimerni materijal usmjerava u pravcu obujma i pritiska na unutarnji zid metalne cijevi koristeći, na primjer, odgovarajući trn. Alternativno se može metalna traka omotati u vidu zavojnice oko istisnute cijevi od usmjerenog polimernog materijala, na primjer obrtanjem istisnute cijevi. U ovom drugom slučaju, može biti potrebno da se istisnuta cijev osloni na trn, koji se pri tom može koristiti za širenje i usmjeravanje polimernog materijala.

Pogodan materijal za formiranje metalne cijevi je aluminijumska folija, koja može imati debljinu u opsegu od, na primjer, 0,2 do 5 mm. Poželjno je da se metal obloži nekim sredstvom za poboljšanje prijanjanja. Također je poželjno da unutarnja površina metalne trake ili lima bude ohrapavljena ili nareckana da bi se poboljšala svojstva prianjanja.

Ako se želi, moguće je koristiti i valoviti lim ili valovitu traku da bi se namotavanjem formirala metalna cijev.

Ako različiti materijal obuhvaća prethodno formiranu metalnu cijev, cijev može djelovati kao radijator za brži odvod topline iz sloja usmjerenog plastičnog materijala i da pomogne na održavanju njegove usmjerenosti.

Postupak prema izumu može se pogodno primijeniti, na primjer za proizvodnju višeslojnih metalnih kompozitnih šupljih predmeta, stoje opisano, i za staje tražena zaštita, u međunarodnoj patentnoj prijavi br. PCT/FI9600359 od istog prijavitelja koja je u fazi ispitivanja, a čiji je cjelokupan opis ovdje uključen kao literatura za sve svrhe.

Kod jednog drugog izvođenja izuma, kompozitni cjevasti proizvod može se formirati istiskivanjem plastičnog materijala preko jednog duguljastog elementa koji sadrži jedan različit materijal, na primjer cjevastog elementa kao stoje metalna cijev, ili čvrstog jezgra, na primjer metalnog kabla ili užeta. Kod tog izvođenja metalna cijev ili metalni kabl, odnosno uže, može također služiti za odvod topline, tako da hladi istisnuti plastični materijal kad ovaj dođe u dodir sa cijevi ili kablom, odnosno užetom.

Kada se polimerni materijal istisne u dodir sa metalnom cijevi, polimerni se materijal može tada usmjeriti, ili se može dalje usmjeravati prenoseći cijev brzinom većom od brzine istiskivanja, čime se djeluje aksijalnim potezanjem na istisnuti polimerni materijal. Aksijalno potezanje može biti, na primjer, reda veličine 100 do 400%, a može se osigurati dodatno vanjsko hlađenje, ako je potrebno.

Ako je metalni sloj vanjski sloj, može se zaštititi oblaganjem drugim istisnutim slojem polimernog materijala, na primjer korištenjem sljedeće linije istiskivanja i pomjerenog alata. Istisnuta vanjska obloga od polimernog materijala se hladi preko metalnog sloja i prijanja za isti, a također se može izvlačiti tako da ta obloga tvori jak, aksijalno usmjeren, polimerni vanjski sloj.

Na sličan način, mogu se izraditi duguljasti, kompozitni cjevasti predmeti koji imaju unutarnji ili vanjski sloj od usmjerenog plastičnog materijala i jednog različitog materijala koji obuhvaća jedan vlaknast sloj, plastični sloj s vlaknima za ojačavanje, ili jedan kompozitni sloj koji obuhvaća višestruke slojeve aluminija i plastičnog materijala.

Kompozitne metalne cijevi kako su naprijed opisane, koje koriste kombiniranu jačinu i fizička svojstva metalnog sloja i sloja od usmjerenog polimernog materijala, mogu imati veoma veliku hidrostatičku otpornost, i mogu imati veoma veliku otpornost na probijanje i izvanrednu otpornost na udar. Kada se kombiniraju s pjenastim izolacijskim slojem kako je ovdje opisano, ova ih svojstva čine posebno pogodnima za primjenu kod cjevovoda velikog promjera za naftu i plin. Tako, na primjer, posebno su pogodni za glavne cjevovode visokog pritiska koji rade s pritiscima do oko 60 bar. Kombinirana prstenasta krutost metala i slojeva od usmjerenih polimernih materijala mogu omogućiti cijevi da elastično reagira na velike deformacije, na primjer uslijed opterećenja zemljišta, bez oštećenja.

Iako je moguće korištenjem postupka prema ovom izumu proizvesti usmjerene cijevi koje su stabilne i na temperaturi okolne sredine i na povišenim temperaturama (tj. nisu toplotne skupljive), prema jednom svom drugom vidu, izum se može koristiti za proizvodnju predmeta toplotno skupljivih, s interesantnim svojstvima. Ti su proizvodi stabilni na temperaturama okolne sredine, ali kada se dovedu na povišenu temperaturu, dobijaju novi oblik. Tako, na primjer, kod jedne višeslojne cijevi, koja ima slojeve različitih materijala, slojevi mogu imati različita svojstva skupljanja, što čini da se cijev ponaša na jedinstven način kada se zagrije, naročito ako je bila korištena tehnologija obrtnih alata. Tako, na primjer, ako jedna cijev ima usmjeren vanjski sloj od umreženog polietilena, (PEX), ijedan unutarnji sloj od neumreženog polietilena, (PE), kompozitna cijev će se vrlo malo saviti ako se zagrije iznad temperature pretvaranja stakla (Tg), ovisno o relativnoj debljini zidova i centričnosti slojeva. Isto tako, unutarnji sloj PE, ako je načinjen dovoljno jakim korištenjem punilaca, može pomoći kod sprečavanja da cijela savijena cijev izgubi unutarnji promjer kada se zagrije.

Ugradnja punilaca u bar jedan neumrežen sloj jednog višeslojnog proizvoda često je korisna pošto poboljšana toplotna provodljivost poboljšava hlađenje i povećava mogućnost sprečavanja brzog opuštanje, što olakšava postizanje trajne usmjerenosti.

Općenito, ugradnja vlakana može veoma efikasno zaustaviti težnju PEX da se skupi (opusti), čime olakšava operacije koje se vrše posle oblikovanja, kao što je izrada naglavaka na cijevima. Iz ovoga se vidi da cijev ojačana vlaknima, umrežena i usmjerena pruža optimiziranu grupu svojstava potrebnih za razne primjene u instalacijama s cijevima. Ugrađivanje vlakana u visoko viskozni olefinski (ko)polimer nije baš lako, pa je stoga poseban sloj mekšeg materijala, u kome se miješanje može lakše izvesti, ponekad veoma koristan.

Pogodan postupak za izradu predmeta koji sadrži polimerni materijal koji sadrži usmjerena vlakna opisan je, i za njega je tražena zaštita, u finskoj patentnoj prijavi br. FI 960768, čiji je opis ovdje uključen kao literatura za sve svrhe.

U usporedbi s neusmjerenim homogenim cijevima koje imaju isti modul u svim pravcima, usmjerene cijevi prema izumu su već jedno poboljšanje jer, na primjer, mijenjanjem pravaca razvlačenja i odnosa, jačina po obujmu može lako biti dvostruko veća od aksijalne jačine, što je uobičajen zahtjev za cjevovode pod pritiskom. Dodavanjem punilaca mogućnosti da se poveća jačina kompozita višestruko se povećavaju. To naročito vrijedi za ljuskaste punioce kao što je liskun, čija su svojstva zaprečavanja bolja od normalnih kada se ulije u umreženu strukturu.

Višeslojni proizvod koji ima jedan unutarnji neusmjeren sloj i jedan usmjeren PEX vanjski sloj također može imati interesantna svojstva ako, na primjer, unutarnji sloj ima višu točku topljenja nego stoje točka omekšavanja PEX, koja je oko 130°C. Unutarnji materijal može biti, na primjer, neki polipropilen (PP), koji pored toga veoma brzo omekšava. Ova se kombinacija može koristiti kao čahura koja se brzo skuplja i/ili kao čahura za elektrofuziju koja dodatno može generirati velike sile pri skupljanju. Prianjanje između unutarnjeg i vanjskog sloja može se postići, na primjer, koristeći jedan adhezioni međusloj između unutarnjeg i vanjskog sloja. Pogodan adhezioni sloj može predstavljati, na primjer, mješavina PE i PP koji imaju u biti iste točke topljenja zajedno s nekim sredstvom za ostvarivanje kompatibilnosti.

Primjena površinskih slojeva od neumreženog materijala s obje strane usmjerenog proizvoda može znatno poboljšati proces usmjeravanja jer se ovi slojevi mogu koristiti za svođenje na minimum trenja na alatima. Kada se, na primjer, silikonsko ulje pomiješa samo s tankim površinskim slojem, ono neće praktično remetiti umrežavanja, a njegova potrošnja je veoma smanjena u usporedbi s miješanjem s cijelom masom proizvoda.

Tipičan problem kod istiskivanja PEX cijevi je to, što se zaostaci peroksida skupljaju u glavi za istiskivanje i moraju se svakodnevno uklanjati. Taj se problem može riješiti stavljanjem neumreženog materijala s obje strane proizvoda. Uzimajući u obzir potrebu da materijal ima kvalitetu za korištenje sa pitkom vodom, posebno pogodna alternativa za neumrežen unutarnji materijal je polimer koji je nepropustljiv za zaostatke koji su formirani u umreženom dijelu proizvoda uslijed kemijskih reakcija tijekom umrežavanja.

Kod konvencionalnog usmjeravanja poliolefina, molekulski nizovi se izdužuju i opterećuju pod utjecajem sila razvlačenja. Ta je pojava, s druge strane, uravnotežena tzv. opuštanjem, koje teži da vrati molekulske nizove u namotano, neuređeno stanje. Kod postupka prema izumu, poprečne veze ili interferencija između tih nizova sprječava krajnje brzo opuštanje, tako da brzina izvlačenja ne mora biti toliko ograničena da bi se dobile pogodno uravnotežene vrijednosti. Međutim, materijal kojeg treba usmjeravati može biti, poslije umrežavanja, na temperaturi obrade u staklastom stanju pa stoga prilično krt. Zbog toga brzina razvlačenja ne treba biti suviše velika, inače rastopina može djelovati elastično i pokidati se zbog svoje krtosti. Utvrđeno je da se poliolefinske kompozicije sa širokom raspodjelom molekulskih masa ne kidaju tako lako.

Neočekivano je utvrđeno da, kada se materijal pogodno izabere, površinski slojevi na proizvodu znatno povećavaju raspoložive brzine razvlačenja, i mogu nositi krti sloj bez kidanja. Krtost samog umreženog sloja može se poboljšati pažljivim izborom raspodjele molekulske mase polimernog materijala, ili korištenjem poznatih dodataka koji povećavaju jačinu rastopine.

Iz istih je razloga preporučljiv postupak koje ne ovisi pretjerano od razvlačenja.

[image]

su umreženi i jednoosno razvlačeni 100% na 170°C pri usmjeravanju materijala, uspoređeno s umreženim nerazvučenim uzorcima. Tabela pokazuje trajnu razliku jačina uzoraka kao funkciju stupnja umrežavanja. Također pokazuje da se postizanje trajne usmjerenosti i povećane jačine pri visokim temperaturama izvlačenja najvjerojatnije ne može postići osim ako molekule nisu vezane, na primjer umrežavanjem, prije razvlačenja.

U jednom daljnjem primjeru, kada je uzorak PEX debljine 0,8 mm umrežen do 80% i vučen, na temperaturi od 200°C, do izduženja od 500%, postignuta je jačina od 128 MPa. U mnogim eksperimentima je utvrđeno da je jačina na istezanje usmjerenog materijala linearna funkcija brzine izvlačenja.

U prethodnim primjerima, gustoća neumreženog PE sirovog materijala je 955 kg/m3. Gustoća umreženog (70% sadržaj gela) uzorka istog PE je 929 kg/m3. Odgovarajuća gustoća umreženog i usmjerenog uzorka je 938 kg/m3. Iz ovoga se vidi da postupak prema izumu daje proizvod koji ima veću gustinu od onih proizvedenih bez usmjeravanja polimernog materijala.

Izum je posebno primjenjiv za izradu cijevi relativno debelih zidova, naročito onih kod kojih je odnos debljine zida i promjera najmanje 1:100, poželjno veći od 2:11, najbolje veći od 3:100.

Dimenzije plastičnih cijevi i posuda za visoke pritiske određene su korištenjem hidrostatičke projektne osnove, utvrđene preko podataka o dugotrajnoj otpornosti na pritisak i regresivne analize. Normalne vrste HDPE imaju projektnu osnovu od 6,3 MPa, a najbolji suvremeni PE velike molekulske mase imaju projektnu osnovu (MRS) od 10 MPa. Ispitivanja prikazana u prethodnoj Tabeli l vršena su s umreženim PE koji ima obično projektnu osnovu jednaku 8. Usmjereni uzorci cijevi od istog materijala, proizvedeni u skladu s izumom, mogu imati projektnu osnovu od najmanje 12 MPa pa do 16 MPa ili preko toga.

Jedan od problema koji se sreću kod projektiranja visokokvalitetnih plastičnih cijevi za visoki pritisak i za primjenu za otpadne vode pod pritiskom, je to, da čak i kad bi velika dozvoljena sigma vrijednost (dozvoljeno dugotrajno naprezanje u zidu), koja je osnova za dimenzioniranje zida cijevi da izdrži pritisak, omogućila izradu prilično jeftinih cijevi relativno male debljine zidova, sama cijev bi otkazala u praksi zbog drugih ograničenja. Tako, na primjer, ako se sigma vrijednost poveća s današnjih 8 N/mm2 (PE 100) do nivoa od 16 ili 20, što je moguće usmjeravanjem prema prikazanom izumu, debljina zidova postaje tako mala, da prstenasta krutost cijevi postavljene pod zemlju može izazvati deformiranje cijevi kad se podvrgne udarima pritiska. Iako je modul materijala nešto povećan zbog usmjeravanja, to nije dovoljno da kompenzira smanjenu debljinu zidova jer prstenasta krutost zavisi od trećeg stupnja debljine zida. Iako punioci kao što su vlakna i dr. stvarno povećavaju modul, efikasniji je način da se poveća debljina zida. To, međutim, postaje skupo pa se traži novi postupak za izradu krutih usmjerenih cijevi za visoke pritiske.

Spomenuti problem se može lako riješiti kako je ranije opisano u ovoj specifikaciji, korištenjem zida cijevi koji ima višeslojnu konstrukciju. Ova konstrukcija može imati jedan ili više usmjerenih slojeva u proizvodu, koji osiguravaju jačinu na pritisak, srednji sloj koji se sastoji pjenastog plastičnog materijala ijedan vanjski sloj koji štiti cijelu strukturu. Može biti izrađen istiskivanjem i usmjeravanjem cjelokupne strukture. Unutarnji sloj će biti trajno usmjeren nakon što se ugrađeno sredstvo za umrežavanje aktivira.

Srednji sloj koji se, na primjer, sastoji od polietilena zajedno sa sredstvom za pjenušanje koje također počinje reagirati uslijed povišene temperature, tvori pjenast sloj oko jezgre cijevi za visoke pritiske. Vanjski sloj, koji je obično od mekšeg, rastezljivog materijala, prati širenje kod usmjeravanja i potonji stupanj formiranja pjene i formira vanjsk zaštitni sloj koji, obično, sadrži sve potrebne stabilizatore, boje, itd.

Gotova cijev isto tako može biti obložena, ili načinjena sa sredstvima za ispuštanje i još jednim slojem za ispuštanje (iz uređaja za izradu), koji se po ispuštanju može oljuštiti.

Tipični stupnjevi pjenušanja su do 50% (od početne gustoće srednjeg sloja). Ali se mogu izrađivati izvanredne cijevi za visoke pritiske s veoma laganom pjenom, gustoće pjene manje od 500 kg/m3, na primjer gustoća sve do 30 kg/m3. U ovom drugom slučaju meki srednji sloj djeluje kao izvanredan amortizer poremećaja izazvanih poslije polaganja cijevi. Kod izvedenih ispitivanja, pjene koje su sadržavale istovremeno vlakna ili vlaknaste materijale kao stoje Wollastonite, imaju izvanredno dobru otpornost.

Također je moguće istiskivati usmjerene cijevi koje imaju više od jednog pjenastog sloja, koristeći postupak prema izumu. Tako se, na primjer, može istiskivanjem načiniti višeslojna cijev koja ima dva pjenasta sloja različite gustoće. Primjeri takvih cijevi obuhvaćaju jednu višeslojnu cijev koja obuhvaća jedan usmjeren PEX unutarnji sloj, jedan adhezioni sloj koji se može pretvoriti u pjenu, jedan metalni središnji sloj, drugi adhezioni sloj koji se može pretvoriti u pjenu, i zaštitni vanjski sloj, kao i jedni višeslojnu cijev za otpadne vode pod pritiskom, koja obuhvaća tanki usmjereni PEX unutarnji sloj, prvi međusloj koji sadrži krutu pjenu koja eventualno sadrži punioce, na primjer najmanje 10%, poželjno oko 25% kalcij karbonata kako bi mu se povećala prtstenasta krutost, drugi međusloj koji sadrži zaštitnu savitljivu pjenu, vanjski zaštitni sloj koji, poželjno, sadrži neki UV stabilizator, koji može biti sljedeći PEX sloj otporan na prskotine.

Cijevi koje imaju tanak usmjeren unutarnji sloj, srednji penast sloj ispunjen nekim vlaknastim mineralom, i umrežen vanjski sloj, posebno su pogodne kao kanalizacijske cijevi. Umreženi vanjski sloj može se formirati od polimernog materijala otpornog na ogrebotine koji omogućuje postavljane cijevi bez uobičajenog sloja pijeska za naleganje cijevi, srednji sloj može biti jak s relativno velikom krutošću, a unutarnji sloj može osigurati kanalizacijski zid koji podnosi pritisak. Sljedeća primjena takvih cijevi može biti kod tzv. postupka postavljanja cijevi bez kopanja kod kojeg se cijev potiskuje kroz zemljište.

Prikazani izum se također može koristiti za izradu višeslojne cijevi od usmjerenih plastičnih materijala, koja obuhvaća jednu unutarnju cijev ijednu vanjsku cijev, koje formiraju unutarnji i vanjski sloj, a između ta dva sloja jedan međusloj mekšeg materijala nego stoje materijal unutarnje cijevi. Takva cijev, kao i postupak za njenu izradu, opisani su, i za njih je tražena zaštita, u finskim patentnim prijavama br. FI 955960 i 961822, koje su u fazi ispitivanja, od istog prijavitelja, a njihovi cjelokupni opisi su ovdje uključeni kao literatura za sve svrhe.

Neočekivano je otkriveno da ne samo da su proizvodi prema izumu izvanredno jaki, već i da je u mnogim slučajevima bistrina proizvoda veoma poboljšana. Tako se, na primjer, s umreženim polietilenom (PEX) mogu formirati potpuno prozirni proizvodi koji se mogu primijeniti za boce i u druge svrhe. PEX proizvodi normalno nisu prozirni. Prozirni, usmjereni, umreženi PE predmeti načinjeni prema izumu mogu naći brojne primjene zbog male propustljivosti materijala. I umrežavanje i usmjeravanje poboljšavaju difuzijska svojstva materijala.

Izum olakšava spajanje cijevi koje imaju jedan utični i jedan prošireni kraj, koje su proizvedene postupkom prema ovom izumu. Zaptivni prsten je postavljen na utičnom kraju jedne cijevi i učvršćuje se u predviđenom položaju nekim stezačem, na primjer metalnim prstenom, ili dvostranim brusnim papirom omotanim oko cijevi.

Prihvatni kraj druge cijevi mehanički je proširen pa se utični kraj zajedno sa zaptivnim prstenom utisne u proširenje. Poslije kraćeg vremena, na primjer oko 15 sekundi, prošireni se kraj vraća u početno stanje i steže zaptivni prsten između unutarnje strane proširenog kraja cijevi (naglavka) i vanjske strane utičnog dijela silom većom nego kod normalnih PEX-cijevi.

Kod jednog preporučljivog izvođenja uređaja prema izumu, proizvod se izrađuje istiskivanjem rastopljenog polimera u uređaju koji obuhvaća jedan prstenast otvor koji ima dijametralno divergentnu geometriju i (poželjno, ali ne i bitno) konvergentne zidove i područje otvora, tako da se polimer u biti istovremeno izdužuje po obujmu i aksijalno.

Za razumijevanje ovih izvođenja prikazanog izuma, kod kojih se usmjeravanje odvija unutar zatvorenog alata, treba imati na umu dva utjecajna čimbenika. Kao prvo, stoga što opuštanje usmjerenih molekula zahtijeva širenje po obujmu ili u protoku po poprečnom presjeku, ono se ne može lako ostvariti unutar otvora alata za istiskivanje uređaja prema izumu zbog radijalnog zadržavajućeg djelovanja zidova istog. Međutim, čim polimerni materijal izađe iz izlaznog kraja alata za istiskivanje, on više ne podliježe takvom radijalnom ograničavanju, što dovodi do radijalnog širenja proizvoda, osim ako, kao kod prikazanog izuma, ne postoji dovoljno čvrst vanjski sloj i/ili ako je pokretljivost polimernih nizova ograničena. Drugo, što je usmjereni polimerni materijal bliži njegovoj točki topljenja, to je duže vrijeme potrebno da bi se pojavilo opuštanje.

Kod jednog drugog preporučljivog izvođenja izuma, kod koga je proizvod usmjeren u pravcu po obujmu korištenjem zatvorenog alata, izvlačenje se koristi samo radi uravnotežavanja svojstava proizvoda. Ovaj se postupak vrlo lako izvodi u usporedbi s postojećim postupcima, i može ostvariti kontinualno usmjeravanje praktično svih termoplastičnih polimernih materijala, od biopolimera i guma pa do tehničke plastike.

Osim toga, isti se princip može koristiti, na primjer, za izradu usmjerenih dijelova načinjenih u kalupima ubrizgavanjem bez uočljivih linija spavanja, za izradu usmjerenih, vlaknima ojačanih dijelova lijevanih u kalupu sa upuhavanjem, obloženih kablovskih struktura ili dvosmjerno usmjerenih folija ili listova, i za izradu ploča koristeći tehniku glačanja valjanjem.

Usmjereni polimerni predmeti prema izumu mogu se spajati bilo kojom pogodnom konvencionalnom tehnikom, na primjer korištenjem mehaničkih priključaka, toplotno skupljivih čahura i priključaka, tehnikama topljenja, uključujući zavarivanje, a posebno elektrotopljivim priključcima i spojevima. Postupak prema izumu također se može koristiti za izradu polimernih cijevnih priključaka, na primjer lijevanjem ubrizgavanjem. Kod jednog posebno preporučljivog izvođenja, izum osigurava izradu usmjerenih elektrotopljivih cjevnih priključaka lijevanjem ubrizgavanjem usmjerenog polimernog materijala oko jednog grijaćeg elementa za električno topljenje. Primjeri (neusmjeravanih) elektrotopljivih cijevnih priključaka koji se mogu izrađivati postupkom prema izumu u usmjerenom obliku, opisani su u EP 0591245, EP 0260014, EP 0243062, EP 0353912, EP 0189918 i WO 95/07432, čiji su cjelokupni opisi ovdje uključeni kao literatura za sve svrhe. Usmjereni elektrotopljivi cijevni priključci prema izumu mogu se koristiti za spajanje neusmjerenih plastičnih cijevi, ali nalaze posebnu primjenu kod spajanja usmjerenih cijevi koje su također načinjene postupkom prema izumu. Prednost ovih usmjerenih elektrotopljivih cjevnih priključaka je u tome, što mogu biti daleko jači od konvencionalnih neusmjerenih priključaka, a također i zato što se pritisak koji treba ostvariti tijekom spajanja električnim topljenjem može pojačati silom uvlačenja (skupljanja) koja može biti generirana težnjom usmjerenog polimernog materijala tijela priključka da se povrati nakon što se zagrije grijaćim elementom za električno topljenje.

Detaljan opis izuma

Izvođenja uređaja prema izumu bit će detaljno opisana samo kao primjeri s pozivom na priložene crteže, na kojima:

- slika 1 prikazuje, u uzdužnom presjeku, prvo izvođenje linije za istiskivanje cijevi za praktičnu primenu postupka prema izumu,

- slika 2 prikazuje sličan pogled na drugo izvođenje linije za istiskivanje cijevi za praktičnu primjenu postupka prema izumu,

- slika 3 prikazuje sličan pogled na sljedeće izvođenje linije za istiskivanje cijevi za praktičnu primjenu postupka prema izumu, a

- slika 4 prikazuje aksijalni presjek jedinog izvođenja uređaja za lijevanje ubrizgavanjem za praktično izvođenje postupka prema izumu,

- Slika 5(a) i (b) prikazuje, shematski, dva izvođenja uređaja prema izumu za izradu kompozitne metaloplastične cijevi.

Sam uređaj za istiskivanje nije prikazan na crtežima, iako se u najvećem broju slučajeva može koristiti uobičajeni uređaj za istiskivanje s pužnim zavrtnjem. Izvjesni materijali veoma velike molekulske mase mogu zahtijevati uređaje za istiskivanje s klipom, ili slične, umjesto konvencionalnih uređaja za istiskivanje s pužnim zavrtnjem. Isto tako se višeslojni proizvodi mogu istiskivati pomoću klipnih uređaja za istiskivanje koristeći pogodnu tehnologiju ukrštenih glava.

Također je važno da bar sloj koji će biti usmjeravan bude istisnut u alatu koji je potpuno bez nosača trna, na primjer s trnom koji je oslonjen ispred dovoda materijala, tako da se dobija protok bez linija sastava zavarivanjem. Ovo je potrebno zbog krtosti mnogih umreženih polimera u staklastom stanju. Svaki nosač trna u protoku materijala koji se počeo umrežavati imao bi razorni utjecaj na jačinu po obujmu proizvoda, što postaje jasno uočljivo kod pokušaja širenja poluproizvoda. Vrlo su efikasne u pogledu svođenja na minimum razornog djelovanja linija sastava zavarivanjem izvjesne ukrštene glave sa obrtnim alatima. Obrtni trn sa suprotno smjerno obrtnom čahurom također može dati željeno usmjeravanje vlakana u pravcu po obujmu kad se plastičnom materijalu dodaju vlakna. Primjeri pogodnih konstrukcija mogu se naći u FI 83184, GB 2089717, GB 1325468, US 3244781, WO90/15706, WO84/04070, EP 057613, čiji su cjelokupni prikazi ovdje uključeni kao literatura za sve svrhe.

(i) Usmjeravanje iza alata za istiskivanje

Na slici 1 djelomično je prikazan alat 10 i nepokretnu jezgru 11 koji čine dio glave za istiskivanje jednog konvencionalnog uređaja za istiskivanje cijevi (uređaj za istiskivanje sa klipom ili pužnim zavrtnjem) i obrazuju prstenast otvor alata. Unutarnja jezgra se pruža van glave za istiskivanje i na svom slobodnom kraju tvori trn 11 A.

Olefinski (ko)polimerski materijal, zajedno s pogodnom količinom sredstva za umrežavanje, plastificira se u uređaju za istiskivanje i ispušta se iz uređaja za istiskivanje u vidu cilindričnog cjevastog ekstrudata 12 s relativno debelim zidovima. Kod izlaznog otvora glave za istiskivanje postavljen je grijač 10A, na primjer grijač zračenjem, za zagrijavanje cjevastog ekstrudata na temperaturu dovoljnu za umrežavanje njegovog materijala do stepena koji je u opsegu od l do 100%.

Iza grijača 10A postavljena su duž putanje cjevastog ekstrudata dva naspramna kružeća niza lančano povezanih polukalupa 13, koji se kreću po beskrajnoj putanji preko pogonskih lančanika 14. Duž putanje cjevastog ekstrudata polukalupi se pokreću pogonskim uređajem koji nije prikazan, da bi se sastavili kod trna HA i formirali dvodijelni kalup s cilindričnom šupljinom kalupa koja obuhvaća cjevasti ekstrudat. Polukalupi se vode duž putanje cjevastog ekstrudata u smjeru njegovog kretanja istom brzinom kojom i ekstrudat.

Trn 15 postavljen je unutar cjevastog ekstrudata i pričvršćen je za glavu za istiskivanje šipkom 16. Kroz jedan kanal u šipki dovodi se neki gasoviti fluid, kao što je zrak ili neki inertni plin, u unutrašnjost cjevastog ekstrudata u prostor formiran između trna 11A i trna 15, kako bi se zid cjevasto ekstrudata držao u zahvatu s površinama šupljina dvodijelnog kalupa. Polukalupi 13 zagrijavaju se na nekom pogodnom mjestu njehove beskrajne kružne putanje, na primjer u području 17, pogodnim grijačima koji rade s gorionicama za gorivo ili elektro-otpornim elementima. Kad zid ekstrudata dođe u dodir sa zagrijanim dvodijelnim kalupima, dovodit će se toplina polietilenskom materijalu da bi se taj materijal održavao na temperaturi umrežavanja dovoljno dugo da dostigne željeni stupanj umrežavanja.

Iza trna 15, u cjevastom ekstrudatu postavljen je čep 18, poželjno u vidu balona, koji je povezan s trnom 15 šipkom 19. Fluid pod pritiskom dovodi se u balon kroz kanale u šipkama 16 i 19, kako bi bio napuhan i zaptivno nalegao na unutarnju površinu ekstrudata. U prostoru između trna 15 i čepa 18 pritisak se održava pomoću fluida kao što je zrak ili neki inertni plin, koji se dovodi u taj prostor kroz kanale u šipkama 16 i 19, pri čemu je laj pritisak viši od pritiska koji se održava u cjevastom ekstrudatu između trna HA i trna 15. Cjevasti ekstrudat, koji je još uvijek mekan, bit će izložen slobodnom radijalnom širenju, što će omogućiti razvlačenje njegovog zida u pravcu obujma, pod utjecajem tog višeg pritiska, tako da će se formirati cjevasti element promjera većeg od promjera cjevastog ekstrudata pri izlasku iz uređaja za istiskivanje, a debljine zida koja je smanjena u odnosu na debljinu zida ekstrudata.

Vanjski osloni valjci 20, koji se mogu priključiti na neki pogonski element da bi se povećale mogućnosti reguliranja procesa, postavljene su kod trna 15, da bi osigurali zaptivno naleganje cjevastog elementa na taj trn, a u putanju cjevastog elementa postavljen je kalibrator 21, i to na mjestu gdje se cijev širi. Kalibrator 21 tvori kanal koji određuje vanjski promjer gotovog cjevastog elementa i osigurava hlađenje cjevastog elementa dovođenjem hladne vode koja se raspoređuje po vanjskoj površini cjevastog elementa kroz otvore 22 u površini kalibratora koji je u dodiru s pokretnim cjevastim elementom. Kod jednog drugog izvođenja, kalibrator se može izostaviti i zamijeniti konvencionalnom napravom za formiranje valova kad treba proizvesti usmjerenu valovitu cijev.

Hlađenje cjevastog elementa je dovoljno da se stvrdne polimerni materijal, tako da je cjevasti element kad izađe iz kalibratora 21 kruta cijev. Postavljena je naprava 23 za povlačenje koja zahvata vanjsku površinu krute cijevi i djeluje na cijev aksijalnom vučnom silom. Poželjno je da brzina naprave za povlačenje bude podesiva, tako da se pozitivna vučna sila koja djeluje na pokretnu cijev može regulirati. Treba reći da vučna sila u nekim specijalnim slučajevima može biti negativna, pošto cijev postaje kraća tijekom širenja ukoliko se ne vuče.

Nakon razvlačenja po obujmu bar djelomično umreženog olefinskog (ko)-polimerskog materijala širenjem cjevastog elementa između trna 15 i kalibratora 21 i aksijalnog razvlačenja cijevi pomoću naprave 23 za povlačenjem gotova cijev bi trebalo da ima odnos između debljine zida i promjera od najmanje 1:100, poželjno oko 2:100 ili veći, na primjer veći ili jednak 3:100. Razvlačenje u pravcu obujma materijala cijevi izaziva usmjeravanje olefinskog (k0)polimerskog materijala u pravcu obujma i to razvlačenje treba daje u opsegu od 25% do 400%, poželjno oko 100%. Aksijalno razvlačenje materijala cijevi treba biti u opsegu od 0% do 400%, poželjnije oko 30%, i izaziva usmjeravanje olefinskog (ko)polimeskog materijala u aksijalnom pravcu. Dvosmjernim usmjeravanjem (ko)polimerskog materijala cijevi je osigurana povećana jačina, a pošto je pri usmjeravanju (ko)polimerski materijal bio bar djelomično umrežen, takvo usmjeravanje može se ostvariti i održi u širokom opsegu temperatura, obično od 135°C do 250°C.

Daljnje umrežavanje se može izvršiti poslije širenja cjevastog elementa na proširenoj cijevi u nekom položaju između kalibratora 21 i balon-čepa 18. To se može, na primjer, izvesti gama zračenjem ili elektronskim zračenjem cijevi, ali je poželjno da se ostvari zagrijavanjem istisnute cijevi u tom položaju, pod uslovom da je u materijalu ostavljeno dovoljno sredstva za umrežavanje nakon početnog umrežavanja ostvarenog zagrijavanjem (k0ž)polimerskog materijala u dvodijelnim kalupima.

Ovo ponovno zagrijavanje može se ostvariti kružećim nizovima zagrijanih lančano povezanih polukalupa, kako je naprijed opisano a nakon kalibrisanja i hlađenja između kalibratora 21 i balon-čepa 18. Daljnje umrežavanje nakon usmjeravanja (ko)polimerskog materijala može osigurati povećanu dimenzionalnu stabilnost protiv promjene usmjerenosti na višim temperaturama.

Zagrijavanje cjevastog elementa neposredno iza glave za istiskivanje može se izostaviti ako je (ko)polimerski materijal dovoljno zagrijan u uređaju za istiskivanje da se održi na potrebnoj temperaturi dovoljno dugo da se ostvari željeno umrežavanje pijre usmjeravanja. Također se podrazumijeva da se mogu koristiti drugi načini za održavanje temperature istisnutog cjevastog elementa ili za ponovno grijanje cijevi, osim zagrijanih kružećih polukalupa, naprimjer kupelj za zagrijavanje ili dielekterično zagrijavanje. Međutim, kružeći polu-kalupi su preporučljivi za, na primjer, izradu usmjerenih rebrastih cijevi.

Radijalno širenje unutar alata

Slobodno radijalno širenje cjevastog elementa koristi se kod naprijed opisanog izvođenja, ali se širenje isto tako može vršiti preko trna unutar omotača ili slične naprave koja okružuje cjevasti element, kako je prikazano na slici 2.

Poželjno je da trn 11 bude oslonjen kroz uređaj za istiskivanje, kako bi se izbjegli radijalni nosači koji ostavljaju oslabljena mjesta u materijalu koji se počinje umrežavati. Promjer trna se održava stalnim, ili se povećava kontinualno ili stupnjasto, dok ne počne završno širenje na glavi 11b trna.

Važno je spriječiti da protok topline s vrućih alata 10, 11 ne dopre do područja niske temperature uređaja koje obuhvaća sam aparat za istiskivanje i ulaz u alat. Ako je potrebno, postaviti odgovarajuću izolaciju. Tipična razlika temperatura između kraja uređaja za istiskivanje gdje je pužni zavrtanj i najtoplijeg kraja alata je 50°C ili više.

Kod izvođenja sa slike 2, trn 11 je produžen tako da tvori glavu 11B koja se konično širi u smjeru kretanja cjevastog ekstrudata 12 radi radijalnog širenja tog ekstrudata, kako bi se plastični materijal razvlačio u pravcu obujma. Konični dio glave 11B trna produžuje se u cilindrični dio za unutrašnje kalibriranje cijevi formirane širenjem cjevastog ekstrudata. Glava trna zbog toga ima S-oblikovanu konturu. Kutovi konusnog dijela ovise o brzini istiskivanja. Pogodne su vrijednosti u opsegu do 5° pa do 30°. Veći kutovi mogu lako dovesti do prevelike brzine deformiranja koja bi izazvala pogoršanje svojstava usmjerenog proizvoda. Praktično upotrebljive i preporučljive brzine deformiranja kreću se u opsegu od 0,002 do 5 s-1. Alat 10 je produžen da bi formirao omotač 10A koji obuhvaća cjevasti ekstrudat kada prelazi iz uređaja za istiskivanje do koničnog dijela glave 11B trna i preko nje. Iz toga se vidi da glava 11B trna i omotač 10A formiraju prostor za radijalno širenje cjevastog ekstrudata koji prolazi kroz isti. Površine koje formiraju taj prostor mogu biti pokrivene materijalom malog koeficijenta trenja kao što je, na primjer, politetrafluoretilen.

Radijalno širenje na trnu iza matrice

Kod ovog izvođenja, omotač sa slike 2 može se završiti blizu točke gdje počinje konusni dio. U ovom slučaju mogu se postaviti valjci regulirane brzine u blizini glave 11B trna. Na omotaču 10A mogu se postaviti sa vanjske strane električni grijaći elementi za zagrijavanje cjevastog ekstrudata, ukoliko bude potrebno, da bi se ekstrudatu prenijela temperatura potrebna za ostvarivanje željenog umrežavanja kada cjevasti ekstrudat prolazi kroz omotač. Daljnje umrežavanje se u ovom slučaju može lako postići povećanjem grijane dužine glave 11B trna.

Pored toga, krajnji dio omotača 10A može se hladiti da bi se dobila sjajna vanjska površina cijevi i u cilju prekidanja (sprečavanja) pretjeranog širenja matrice. Isto se tako može glava 11B trna grijati preko njenog konično proširenog dijela i može se hladiti iza tog dijela pomoću niza različitih rashladnih kola. Hlađenje je potrebno da se osigura usmjeravanje, ali i zbog dobre površinske obrade koju ostvaruje na unutarnjoj strani proizvoda. U tijeku cijelog procesa, izbjegavanje isprekidanog kretanja je kritično, a korektna temperatura kliznih površina je bitna da bi se osiguralo klizanje.

Šipka 19, koja nije obvezatna, priključena je za glavu 11B trna i veže balon-čep 18 za uređaj za istiskivanje, pri čemu je ta glava postavljena kod ulaznog kraja naprave 23 za povlačenje. Kao i kod prethodno opisanog izvođenja, u šipki 23 su načinjeni kanali za dovod plinovitog fluida pod pritiskom, kao što je zrak ili inertni plin, do balon-čepa 18 i u unutrašnjost cijevi formirane poslije širenja cjevastog elementa. Između glave 11B trna i balon-čepa 18 postavljene su mlaznice za rasprskavanje vode za hlađenje preko cijevi, i kada prelazi preko cilindričnog dijela glave 11B trna i kada odlazi od tog dijela, da bi se kalibrirana cijev ukrutila.

Pogodnost opisanog postupka sa trnom je u tome, što se može koristiti i za unutarnje kalibrirane cijevi (hlađenje produžetka glave 11B trna) i za vanjske kalibrirane cijevi (s konstrukcijom sličnom kao na slici 1). Potreba za čepom 18 dijelom ovisi o sustavu podmazivanja. Kod jednog preporučljivog izvođenja, fluid pod pritiskom između čepa 18 i glave 11B trna, koji se može koristiti za potiskivanje još uvijek mekanog elementa na vanjski kalibrator, može funkcionirati i kao mazivo, bar u početnoj fazi, između unutarnje strane elementa i vanjske strane trna, odnosno čepa.

Proces umrežavanja može započeti već; kod kraja uređaja za istiskivanje, na primjer unutar matrice 10, na bilo koji pogodan način, na primjer UV zračenjem, ako je matrica 10 načinjena od stakla. Isto tako se može primijeniti umrežavanje zračenjem ili elektronskim mlazom, Tada je glavni dio umrežavanja izveden u matrici ili u dvodijelnim kalupima. Točno mjesto gdje treba početi hlađenje poslije širenja, treba birati vodeći računa o željenom umrežavanju u raširenom stanju. Duga vruća sekcija u glavi 11B trna služi za sekundarno umrežavanje proizvoda da bi se poboljšala njegova dimenzionalna stabilnost.

Poznati postupci za razvlačenje plastičnih cijevi, na primjer postupak opisan u DE 23 57 210, najčešće obuhvaćaju prilično dugačak konusni trn. Da bi se postigle veće brzine usmjeravanja, kraći konusni dijelovi mogu biti interesantni. S druge strane, ako se usmjeravanje vrši slobodno, tj. pomoću razlike pritisaka na zidu cjevastog elementa, tada taj element može poprimiti S-oblikovanu krivinu, koja je prikazana u EP 0563721. gdje se koristi za slobodno širenje iz matrice za istiskivanje, a čiji je poprečni presjek blizak: obliku obrnute hiperbole ili parabole. Ovaj se oblik često sreće kod puhanja folija, a rezultat je ravnoteže modula, brzine izvlačenja, temperature, debljine zida i koeficijenta izvlačenja.

Neočekivano se pokazalo da je taj oblik isto tako učinkovit kao oblik trna u sustavu zatvorene matrice za istiskivanje prema ovom izumu, a kako je prikazano na slici 3.

Bez želje da se veže za neku posebnu teoriju, vjeruje se da eventualno hidraulično sredstvo za podmazivanje, koje se može ubrizgati sa obe strane cjevastog elementa, tvori sa tim oblikom prirodan, dobro uravnotežen hidrodinamički jastuk. Povoljna strana ovog oblika je ta, da je vjerojatnost da se materijal vuče po trnu smanjena. To se pokazalo kao korisno i tamo gdje se ne koriste sredstva za podmazivanje, ali je stabilan, uniformni protok postignut premazima ili primjenom internih maziva. Težnja materijala velike molekulske mase da se kreću na takozvani "klizno-ljepljiv" način treba se što je moguće više smanjiti. Kod analiza cijevi dobivenih istiskivanjem primijećeno je da nezadovoljavajuće cijevi skoro bez izuzetka ukazuju na sliku protoka po njihovim površinama (nije vidljiva golim okom) za koju analiza Furijeovom transformacijom ukazuje da ima amplitudu od 0,8 mm ili veću. Kod zadovoljavajućih cijevi, sa stabilnim uniformnim protokom u alatu, takva slika protoka nije nađena. U ovim slučajevima mogu biti dovoljne obloge koje imaju dobra svojstva podmazivanja, kao što je politetrafluoretilen. Malo je trenje u području šupljine važno da bi se proces odvijao. Vrlo dobri rezultati su postignuti korištenjem šupljine koja je imala grubu metalnu površinu s rombičnim udubljenjima kod kojih su sve nepravilnosti površine bile popunjene teflonom.

Mogu se koristiti tekuće obloge, ali im je trajnost veoma ograničena. Hidraulična sredstva za podmazivanje, na primjer silikonsko ulje ili glikol, mogu, međutim, dati izvanredne rezultate. Isto tako može interno podmazivanje polimernog materijala biti efikasno. Pogodna interna maziva zavisa od materijala koji treba obraditi, ali se, na primjer, mogu koristiti Acuflow (zaštićen naziv), spoja fluoriniranih smola kao što su Viton (zaštićen naziv) i Dynamar (zaštićen naziv).

Slika 3 prikazuje jednu liniju za istiskivanje kod koje je polimerni materijal usmjeren ili poravnan u termoplastičnom stanju prije umrežavanja i završnog usmjeravanja.

Konični uređaj 31 za istiskivanje, na primjer kao što je onaj opisan u EP 0422042, prikazanje shematski. Taj uređaj za istiskivanje može omogućiti oslanjanje trna kroz sam uređaj, što je poželjno kod izvjesnih izvođenja izuma. Osim toga, uređaj za istiskivanje može izrađivati i višeslojni proizvod, ako se to želi. Svakako da se mogu koristiti i drugi uređaji za istiskivanje, već prema potrebi.

33a i 33b shematski označavaju dovod različitih materijala u uređaj za istiskivanje, a sa 32 je obilježen obrtni dvostruki pužni zavrtanj.

Kroz uređaj za istiskivanje prolazi šuplje vreteno 42 povezano s trnom 41. Aksijalno pomicanje vretena može se namjestiti navrtkom 44.

Temperatura materijala u uređaju za istiskivanje održava se ispod temperature reakcije (umrežavanja) sve do otvora 43 uređaja za istiskivanje.

Iza izlaznog otvora 43, polimerni materijal 34 ulazi u šupljinu 35 koju formiraju trn 41 i vanjski omotač 48. U tom se odjeljku promjer trna 41 povećava da bi se usmjeravale molekule polimernog materijala. U početku se, ipak, temperatura i dalje održava znatno ispod temperature reakcije.

Približno na sredini trna 41, ili prema kraju njegovog konusnog dijela, temperatura polimernog materijala se povećava koristeći grijače 46 oko vanjskog omotača 48. Nadalje, ili alternativno, grijači mogu biti postavljeni unutar trna 41 (nije prikazano). Može se koristiti svaki pogodan postupak za zagrijavanje, pa tako vanjski omotač može imati dijelove od materijala koji propušta IC ili RF zrakove iz pogodnih izvora zagrijavanja. U tom zagrijanom dijelu počinje reakcija. Trajanje reakcije se može odrediti dužinom cilindričnog drugog dijela 41a trna 41. U nekim se slučajevima cilindrični dio 41a može izostaviti ili zamijeniti dijelom čiji se promjer povećava kontinualno ili po stupnjevima.

Polimerni materijal izlazi iz otvora 35a za pražnjenje šupljine i ulazi u ulazni kraj 36a otvora 36b matrice 36 za istiskivanje.

Matrica 36 za istiskivanje obuhvaća trn 45 za konačno usmjeravanje, koji je povezan s trnom 41 i također je grijan. Trn 45 ima promjer koji se kontinualno povećava i zakrivljenu, u biti paraboličnu spoljnu površinu, kako je prikazano. Alternativno, cijela konična matrica može biti glatko konična sa povećanjem promjera od protočnog presjeka A1 do protočnog presjeka A3, pri čemu ima kut konusa od oko 3 do 30°.

Matrica za istiskivanje može, eventualno, biti opremljena uređajem za reguliranje temperature, radi održavanja u otvoru matrice aksijalnog temperaturnog gradijanta, koji opada u smjeru proticanja kroz neku srednju temperaturu matrice, koja je u biti jednaka normalnoj točki topljenja polimernog materijala, tako da će stvrdnjavanje polimernog materijala biti suzbijano na ulaznom kraju 36A otvora matrice za istiskivanje, a može započeti unutar otvora 36b matrice, na primjer bliže izlazu 37 matrice.

Zagrijani trn 45 priključen je na rashladni trn 47 koji daje gladak unutarnji zid ekstrudatu, a također stabilizira usmjeravanje izvedeno u polimernom materijalu. U istom cilju su na vanjskom omotaču postavljeni kratki rashladni prstenovi 49 kod izlaza 37 matrice za istiskivanje.

U ovom je primjeru protočni presjek A1 na izlazu iz uređaja za istiskivanje u biti isti kao i protočni presjek A2 kod otvora za pražnjenje šupljine i A3 kod izlaza iz matrice za istiskivanje, i ta je konfiguracija, kod koje u biti nema povećanja površine poprečnog presjeka protoka, preporučljiva. U izvjesnim slučajevima, međutim, protočni presjeci A2 i A3 mogu biti manji od A1. Općenito, površine protočnih presjeka A2 i A3 su jednake od 0,9 do 2,0 puta površina protočnog presjeka A1. Poželjno je da konstrukcija bude takva, da se kod usmjerenog polimernog materijala suzbije njegova prirodna težnja da izgubi svoju molekulsku usmjerenost radijalnim širenjem.

Kada polimerni materijal napusti izlaz 37 matrice za istiskivanje (protočni presjek A3) još uvijek može trajati umrežavanje. To može biti korisno jer može smanjiti svaku težnju da se materija povuče natrag.

Po napuštanju izlaznog otvora 37 matrice za istiskivanjem istisnuta polimerna cijev dolazi u dodir s rashladnim trnom 47, a s rashladnog trna polimerna cijev ulazi u čahuru 50 za kalibriranje. Unutar čahure 50 za kalibriranje, ili u njezinoj blizini, cijev može biti poduprta jednim balonskim čepom (nije prikazan) u cilju uvođenja pritiska fluida na čahuru za kalibriranje. Da bi se smanjilo trenje na zidu čahure za kalibriranje, može se koristiti podmazivanje vodom. Sama čahura za kalibriranje može imati nareckanu unutarnju površinu koja se može obložiti, na primjer, oblogom za smanjenje trenja kao što je teflon.

Uređaj za povlačenje i rashladni rezervoari su konvencionalne konstrukcije i nisu prikazani na crtežu.

Usmjeravanje u tijeku lijevanja ubrizgavanjem

Slika 4 prikazuje primjer pogodnog uređaja za lijevanje ubrizgavanjem umreženog i usmjerenog kolena plastične cijevi. Uređaj 60 za lijevanje ubrizgavanjem ima tijelo 66 koje obuhvaća trn koji ima tri dijela 61, 62, 63. Prvi dio 61 trna osigurava neusmjerenu unutarnju dimenziju koljena cijevi. Drugi dio 62 je grijan konusni dio kojim se plastični materijal radijalno širi i usmjerava. Treći dio 63 je grijan cilindrični dio pomoću koga se može vršiti sljedeće umrežavanje plastičnog materijala. Plastični se materijal nalazi u kanalu 64, između tijela 66 i prvog dijela 61, a prenosi se pod djelovanjem pužnog zavrtnja uređaja za istiskivanje (nije prikazano) do kanala 87, a preko konusnog kanala 62a, između tijela 66 i dijela 62 trna, u kome se usmjerava i umrežava. Usmjeren i umrežen plastični materijal prihvaćen u kanalu 67 potisnut je djelovanjem šupljeg, ili čahurastog klipa 65 (prikazan u svom uvučenom položaju) u kalup 70 za lijevanje ubrizgavanjem. Kalup ima "čeoni" otvor 70 prema šupljini 68 kalupa i ima jezgru 69. Kako je prikazano na slici, kalup također ima dio za naglavak 71 koljena cijevi, koji može imati razdvojivu jezgru (nije prikazano).

Može se pripremiti sličan uređaj, prema izumu, za izradu usmjerenih proizvoda puhanjem u kalupu. U tom slučaju se dio 63 trna, jezgra 69 i razdvojiva jezgra naglavka 71 mogu zamijeniti fluidom pod pritiskom.

Primjeri drugih uređaja za istiskivanje koji se mogu koristiti u postupku prema izumu, kao i predmeti koji se njima mogu proizvesti, opisani su u međunarodnim patentnim prijavama istog prijavitelja, br. PCT/FI96/00261 i PCT/FI96/00359, koje su u fazi ispitivanja, a čiji su cjelokupni prikazi ovdje uključeni kao literatura za sve svrhe.

Na slici 5 (a) i (b) prikazan je djelomičan, shematski prikaz uzdužnog presjeka dva uređaja za izradu metalno-plastične kompozitne cijevi. Na slici 5(a) je istisnuti poluproizvod 80 koji izlazi iz otvora 81 potisnut na metalnu cijev 82 pomoću koničnog zagrijanog trna 83. Zagrijani trn povećava temperaturu poluproizvoda do temperature umrežavanja, a istovremeno usmjerava plastični materijal poluproizvoda razvlačeći ga dijametralno. Metalna cijev je formirana namotavanjem u vidu zavojnice jedne metalne trake i spajanjem, zavarivanjem ili mehaničkim vezivanjem, bočnih rubova 84 trake. Metalna se cijev može kretati brzinom jednakom brzini istiskivanja, ili brže, ako se želi izvesti aksijalno razvlačenje plastičnog materijala.

Slika 5(B) prikazuje jedan alternativan uređaj u kome se tvori usmjerena plastična cijev 90 istiskivanjem jednog poluproizvoda od plastičnog materijala koji se može umrežiti, iz matrice 91 za istiskivanje, pri čemu se plastični materijal poluproizvoda umrežava i istovremeno dijametralno razvlači pomoću konusnog zagrijanog trna 92. Vanjska čahura 94, od metala ili plastične mase ojačane vlaknima, formirana je preko usmjerene plastične cijevi namotavanjem u vidu zavojnice trake 93, od metala ili plastičnog materijala (ojačanog vlaknima), bilo kog pogodnog poprečnog presjeka.

Materijali

Kristalni ili polukristalni termoplastični polimerni materijal može biti, na primjer, neki olefinski (ko)polimer koji u ovoj specifikaciji obuhvaća olefinske homopolimere, kopolimere ili rastopljene smjese dva ili više (ko)polimera koji, bilo inherentno, bilo kao posljedica miješanja rastopljene smjese imaju željene karakteristike izvlačenja-zatezanja, molekulske mase i raspodjele molekulske mase. Poželjno je da olefinski (ko)polimer koji će se istiskivati ima gustoću od najmanje 900 kg/m3, poželjnije preko 920, a najpoželjnije od 930 do 960 kg/m3. Definicija polietilena u ovom kontekstu obuhvaća kopolimere etilena s najviše 5% mas. jednog alkena-1 sa 3 ili više ugljikovih atoma. Kod jednog preporučljivog izvođenja, koje će kasnije biti opisano, materijal je polietilen velike gustoće s dodatkom organskih peroksida kao sredstava za umrežavanje za umrežavanje tijekom istiskivanja, i fenolnih antioksidatora.

Poželjno je da se dodavanje peroksida i antioksidatora, svakog pojedinačno, vrši u ukupnoj količini od 0,1-1,5 % mas. od polimernog materijala, poželjno 0,3-0,5%.

Općenito, materijal koji se treba umrežiti ili vulkanizirati, može biti svaki materijal koji se može umreža.vati i istisnuti, kao što su poliolefini, kopolimeri etilena, polimeri vinila, poliamidi, poliesteri, poliuretani, fluorinirani polimeri ili kopolimeri i elastomeri, posebno etilen-propilen elastomeri i neki spojevi sintetičkih guma. Poželjno je da je kristalni ili polukristalni tremoplastični polimerni materijal koji se može usmjeravati, jedan polukristalni polimer kao što je polietilen, polipropilen ili poliviniliden fluorid, neki amorfni kristaliziraujući polimer kao što je polimetilmetakrilat ili neki polimer koji može kristalirati kao što je polivinil hlorid, poliestri ili polikarbonati.

Polazni materijal može biti u obliku granula ili praška.

Korisni polimeri ili komonomeri koji se mogu miješati s matricama termoplastičnih polimernih materijala koji se mogu usmjeravati (naročito poliole-finskom matricom) prije istiskivanja da bi se popravila svojstva usmjerenog krajnjeg proizvoda, obuhvaćaju, na primjer, etilen vinil acetat, EPDM-terpolimere, polibutadiene, mono- i polifunkcionalne akrilate i metakrilate, parafinske voskove, maleinate, naročito riciniloksazolin maleinat (OKA), maleinanhidrid, stirol, itd.

Tipična sredstva za umrežavanje su različiti peroksidi kao što je dikumil peroksid i izvjesni dimetakrilati i azo spojevi. Također se i silani mogu koristiti kao sredstva za umrežavanje za umrežavanje dijelova materijala gotovog proizvoda u vodenoj peći. Za vanjsku površinu gotovog proizvoda na raspolaganju su sustavi za umrežavanje ozračavanjem ili sustavi koji se aktiviraju svjetlošću. Bilo koji postupak za umrežavanje da se koristi, može biti pogodno uključiti jedno ili više sredstava za istovremeno vulkaniziranje, na primjer polinezasićeni monomeri kao što je trialil cijanurat, dialil ftalat, benzohinon i etilen glikol dimetakrilat. Sredstvo za umrežavanje se, poželjno, dodaje polimernom materijalu u količini od najmanje 0,01 % mas., poželjnije od, 0,1 do 5% mas., najpoželjnije od 0,1 do 1,5 % mas., na primjer od 0,3 do 0,5 % mas.

Dodavanjem punilaca kao što su vlakna ili ljuskice (na primjer liskun) u umrežene slojeve i u neumrežene slojeve ili samo u neke od slojeva, temperatura toplotnog savijanja (HDT) proizvoda može se povisiti. Može se koristiti svako pogodno nekontinualno vlakno. Vlakna koja ojačavaju matrice obično obuhvaćaju vlakna prosječnog odnosa dužine prema debljini od 10-3000. Pogodne su razne vrste organskih ii neorganskih vlakana, bilo kao pojedinačna vlakna, bilo u vidu struka (pletenica). Primjeri zadovoljavajućih nekontinualnih vlakana obuhvaćaju poliamid, rajon, poliester, staklo, azbest, nehrđajući čelik, ugljik, volastonit i keramičke iglice. Tipični nivoi punilaca su od 10 do 30%.

Primjeri korisnih laminarnih punilaca obuhvaćaju liskun, talk i grafitne ljuskice. Kreda, silicij dioksid i leteći pepeo također se mogu koristiti. Količina punioca ili vlakana koja se može korisno unijeti, ovisi o prirodi punioca, ali se može uključiti do 50%. Posebno su korisni punioci, na primjer, oni koji čine polimer provodljivim, kao što je plinska čađa, koji reagiraju na dielektrične postupke zagrijavanja kako što je indukcijsko i mikrovalno zagrijavanje ili su (fero)magnetni po prirodi.

Čitatelju se skreće pažnja na sve spise i dokumente koji su podnijeti istovremeno s ovom specifikacijom u vezi s ovom prijavom, ili prije nje, i koji su otvoreni za javni pregled s ovom specifikacijom, pri čemu je sadržaj svih tih spisa i dokumenata ovdje uključen kao literatura.

Sva svojstva opisana u ovoj specifikaciji (uključujući bilo koji od priloženih zahtjeva, sažetak i crteže) i/ili svi stupnjevi bilo kod postupka ili procesa ovako opisanog, mogu se kombinirati u bilo kojoj kombinaciji, osim kombinacija u kojima se bar neka od tih svojstava i/ili neki od tih stupnjeva međusobno isključuju.

Svaki od elemenata prikazanih u ovoj specifikaciji (uključujući priložene zahtjeve, sažetak i crteže), može se zamijeniti alternativnim elementom, koji služi za istu, ekvivalentnu ili sličnu svrhu, osim ako nije izričito drugačije rečeno. Znači da, ukoliko nije izričito drugačije rečeno, svaki od prikazanih elemenata je samo jedan primjer jednog generičkog niza ekvivalentnih ili sličnih elemenata.

Izum nije ograničen na detalje prethodnih izvođenja. Izum obuhvaća svaki novi, ili svaku novu kombinaciju elemenata opisanih u ovoj specifikaciji (uključujući bilo koji od priloženih zahtjeva, sažetak i crteže), ili na bilo koji novi, ili svaku novu kombinaciju stupnjeva bilo kog postupka ili procesa ovako opisanog.

Claims (80)

1. Postupak za formiranje i kontinualno usmjeravanje predmeta koji sadrži kristalni ili polukristalni termoplastični polimerni materijal (ili materijale) na temperaturi višoj od temperature topljenja kristala tog (ili tih) materijala, naznačen time, što obuhvaća sljedeće stupnjeve: - dodavanje neke kemijski reaktivne supstancije (ili supstancija) polimernom materijalu prije ili tijekom formiranja cjelokupnog proizvoda, ili jednom ili više slojeva jednog višeslojnog proizvoda, ili aksijalnim ili zavojnim trakama proizvoda, ili određenim segmentima proizvoda u aksijalnom pravcu, - plastificiranje i formiranje poluproizvoda od ovako pripremljenog polimernog (ili polimernih) materijala na temperaturi koja nije dovoljno visoka da aktivira reakciju spomenute reaktivne supstancije (ili supstancija), - eventualno, izazivanje smicanja najmanje u sloj (ili slojeve) u koje je dodana kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) i/ili razvlačenje još uvijek mekanog poluproizvoda u jednom ili u oba pravca, istovremeno ili po stupnjevima, pri čemu to razvlačenje obuhvaća aksijalno vučenje da bi se izvelo termoplastično usmjeravanje materijala u uzdužnom pravcu poluproizvoda i/ili radijalno širenje da bi se izvelo termoplastično usmjeravanje materijala u pravcu obujma poluproizvoda, - smanjivanje pokretljivosti molekule u sloju (ili slojevima) koje treba usmjeravati aktiviranjem kemijske reakcije između kemijski reaktivne supstancije (ili supstancija) i polimernog (ili polimernih) materijala kojima je dodana kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) dok je polimerni materijal (ili materijali) još uvijek u rastopljenom stanju; - izazivanje smicanja bar u proizvodu, sloju (ili slojevima), trakama ili segmentima kojima je dodana kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) i/ili razvlačenje još uvijek mekanog, bar djelomično reagiranog, poluproizvoda u jednom ili u oba pravca, istovremeno ili po stupnjevima, pri čemu to razvlačenje obuhvaća aksijalno vučenje da bi se izvršilo usmjeravanje materijala u uzdužnom pravcu poluproizvoda i/ili radijalno širenje da bi se izvršilo usmjeravanje materijala u pravcu po obujmu poluproizvoda; - kalibriranje i hlađenje poluproizvoda u usmjerenom stanju da bi se usmjeravanje učinilo trajnim bar u sloju (ili slojevima) gdje je vršena kemijska reakcija (ili reakcije).

2. Postupak prema zahtjevu 1, naznačen time, što spomenuta kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) po aktiviranju izaziva reakciju s polimernim materijalom (materijalima) tako da nove molekule imaju smanjenu pokretljivost u rastopljenom stanju uslijed prostorne smetnje.

3. Postupak prema zahtjevu l ili 2, naznačen time, što ta kemijski reaktivna supstancija (ili supstancije) sadrži neko sredstvo za umrežavanje koje je u stanju umrežiti molekulske nizove polimera.

4. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 3, naznačen time, što se reakcija potrebna za prevođenje materijala u trajno usmjereno stanje aktivira dodatnom toplinom ili zračenjem poslije početnog termoplastičnog usmjeravanja.

5. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 5, naznačen time, što je pokretljivost molekulskih nizova smanjena bar u jednom sloju uz sloj koji se treba usmjeriti, ili u sloju koji se treba usmjeriti, dodavanjem neorganskih ili organskih Ijus

6. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 5, naznačen time, što se jačina rastopljenog poluproizvoda, potrebna za aksijalno i/ili radijalno razvlačenje, povećava dodavanjem jednom ili više dijelova proizvoda organskih i/ili neorganskih punilaca, na primjer vlakna ili ljuskastih minerala, koji također mogu biti usmjereni i koji djeluju kao sredstva za formiranje jezgara za usmjerene kristalite ako su pomiješani s materijalom u usmjerenom sloju.

7. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 6, naznačen time, što su bar slojevima bliskim svakom sloju koji treba usmjeriti, ili svakom sloju koji treba usmjeriti, dodana vlakna i/ili minerali koji reagiraju na dielektrično zagrijavanje, i ta se toplina koristi za naglo povećanje temperature u sloju koji sadrži reaktivnu supstanciju (ili supstancije) za aktiviranje reakcije (reakcija).

8. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 7, naznačen time, što su bar slojevima koji neće biti usmjereni dodana organska i/ili neorganska vlakna ili Ijuskasti minerali u količini do 10-50% mas. i/ili je taj sloj dalje umrežen, istim postupkom kao u ljuski razvlačenja ili nekim drugim postupkom, u ljuski tijekom postupka i nakon što je dostigao svoje krajnje dimenzije, do dodatnog nivoa sadržaja gela do 80%.

9. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 8, naznačen time, što se poluproizvod prvo razvlači u termoplastičnom stanju da bi se molekulski nizovi strukturiran i u biti poravnali, a potom opet tijekom ili posle faze reakcije, a ukupno razvlačenje, bar u aksijalnom pravcu, kreće se od 0 do 600%.

10. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 9, naznačen time, što je predmet dvosmjerno usmjeren, i stoje poluproizvod istisnut kao cjevasti element koji ima odnos između debljine zida i promjera veći od 2:100, a aksijalno usmjeravanje i usmjeravanje po obujmu su u istim ili u različitim slojevima proizvoda.

11. Postupak prema zahtjevu 10, naznačen time, što je cjevasti element poslije početnog usmjeravanja unutar alata za istiskivanje izložen slobodnom aksijalnom i/ili radijalnom širenju koje je olakšano održavanjem razlike pritisaka na zidu cjevastog elementa.

12. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 1 do 11, naznačen time, što je predmet lijevan puhanjem, a poslije izlaska iz sklopa alata, poluproizvod se dalje razvlači i usmjerava upuhavanjem u jednu šupljinu a unutarnji natpritisak se uvodi u šupljinu kroz uređaj za istiskivanje.

13. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 10, naznačen time, što je predmet lijevan ubrizgavanjem u kalupu.

14. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 11, naznačen time, što je poluproizvod tijekom daljnjeg umrežavanja pritisnut na kalup (ili kalupe), koji se mogu pomicati zajedno s tim elementom, i što su ti kalupi zagrijavani radi održavanja materijala na temperaturi umrežavanja.

15. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 11, naznačen time, što je poluproizvod izložen radijalnom širenju na trnu koji se širi kontinualno ili po stupnjevima, navlačenjem poluproizvoda preko trna.

16. Postupak prema bilo kojem od proizvoda 1 do 11 i 15, naznačen time, što je poluproizvod zatvoren jednim omotačem koji se ili zagrijava ili hladi, a materijal poluproizvoda se potiskuje pritiskom istiskivanja kroz šupljinu matrice za istiskivanje, formiranu spomenutim trnom i omotačem, pa se materijal radijalno usmjerava unutar šupljine matrice za istiskivanje, a aksijalno vučenje, ako ga ima, djeluje na uvećan ekstrudat koji izlazi iz šupljine matrice za istiskivanje.

17. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 11, 15 i 16, naznačen time, što se poluproizvod hladi iznutra unutar sklopa matrice za istiskivanje s integralnim trnom za hlađenje, u biti istog promjera kao i trn za razvlačenje, a koji se može pružati van sklopa matrice za istiskivanje.

18. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 11 i 15 do 17, naznačen time, što je pokretljivost molekulskih nizova smanjena pa se zato u matrici smanjuje neposrednim malim hlađenjem poluproizvoda, koji izlazi iz sklopa matrice za istiskivanje, prskanjem vodom ili protokom zraka prije no što uđe u čahuru za kalibriranje.

19. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 18, naznačen time, stoje mjera u kojoj se proizvod umrežava i usmjerava dlelomično regulirana biranjem početne točke hlađenja u odnosu na točku u kojoj se dostiže konačna dimenzija proizvoda, na primjer zatvaranjem ili aktiviranjem kola medija za hlađenje povezanih s omotačem i trnom iz zahtjeva 15.

20. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 19, naznačen time, što je materijal koji se umrežava jedna poliolefinska kompozicija koja sadrži više tekući olefinski polimer ili kopolimer koji ima prosječnu molekulsku masu (Mw) u opsegu od 30 000 do l 000 000 g/mol i manje tekući olefinski polimer ili kopolimer koji ima molekulsku masu veću od 600 000 g/mol, pri čemu je razlika u viskoznosti najmanje desetostruka.

21. Postupak za izradu predmeta od usmjerenog kristalnog ili polukristalnog termoplastičnog polimernog materijala, naznačen time, što obuhvaća: (i) zagrijavanje kristalnog ili polukristalnog termoplastičnog polimernog materijala na temperaturu njegove točke topljenja kristala ili višu, (ii) oblikovanje polimernog materijala u proizvod dok je na temperaturi njegove točke topljenja kristala ili višoj, (iii) izlaganje polimernog materijala silama smicanja i/ili razvlačenju, bilo tijekom, bilo poslije formiranja šupljeg cjevastog predmeta radi ostvarivanja usmjeravanja šupljeg cjevastog predmeta da bi se izvelo usmjeravanje polimernog materijala u uzdužnom i/ili poprečnom presjeku, (iv) reagiranje polimernog materijala prije, tijekom ili poslije formiranja predmeta, bilo prije ili tijekom usmjeravanja, ili poslije usmjeravanja, ali prije nastanka značajnijeg opuštanja usmjerenosti, s jednim sredstvom ta umrežavanje, ili nekim sredstvom za kalemljenje, čime se povećava prostorno ometanje kretanja polimernih nizova, pri čemu dobijeni predmet ima jačinu na kidanje u pravcu, ili pravcima usmjeravanja veću od jačine na kidanje neusmjerenog predmeta načinjenog od istog polimernog materijala.

22. Postupak prema zahtjevu 21 ili 22, naznačen time, što je predmet jedan duguljast šupalj predmet.

23. Postupak prema zahtjevu 21 ili 22, naznačen time, što je predmet jedan šuplji cjevasti predmet načinjen istiskivanjem.

24. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 23, naznačen time, što je polimerni materijal miješan sa sredstvom za umrežavanje, ili sredstvom za kalemljenje, unutar uređaja za istiskivanje.

25. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 24, naznačen time, što predmet ima debljinu veću od 0,8 mm, poželjno veću od 2 mm.

26. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 25, naznačen time, što se usmjeravanje vrši i u uzdužnom i u pravcu po obujmu.

27. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 26, naznačen time, što se termoplastični kristalni polimerni materijal reagira sa sredstvom za umrežavanje ili sa sredstvom za kalemljenje u jednom prvom stupnju a zatim se izlaže silama smicanja i/ili razvlačenju da bi se ostvarilo usmjeravanje materijala u jednom drugom po redu stupnju.

28. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 26, naznačen time, što je kristalni termoplastični polimerni materijal podvrgnut silama smicanja i/ili razvlačenju da bi se izvršilo usmjeravanje materijala u jednom prvom stupnju a zatim se reagira sa sredstvom za umrežavanje ili sa sredstvom za kalemljenje u jednom drugom po redu stupnju prije no što nastupi značajnije opuštanje usmjerenosti.

29. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 26, naznačen time, što se kristalni termoplastični polimerni materijal izlaže istovremeno silama smicanja i/ili razvlačenju da bi se izvršilo usmjeravanje materijala i umrežavanje ili kalemljenje kako bi se povećalo prostorno ometanje kretanja polimernih nizova.

30. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 29, naznačen time, što je kristalni termoplastični polimerni materijal izložen radijalnom širenju da bi se izvršilo usmjeravanje materijala u pravcu obujma.

31. Postupak prema zahtjevu 27 ili 28, naznačen time, što je kristalni termoplastični polimerni materijal reagiran sa sredstvom za umrežavanje ili sa sredstvom za kalemljenje u uređaju za istiskivanje, ili u matrici za istiskivanje, pri čemu je stupanj umrežavanja polimernog materijala u točki u kojoj ekstrudat izlazi iz matrice za istiskivanje najmanje 2%.

32. Postupak za izradu višeslojnog cjevastog predmeta koji obuhvaća jedan predmet od usmjerenog kristalnog ili polukristalnog termoplastičnog polimernog materijala, naznačen time, što postupak obuhvaća: oblikovanje prvog materijala u cjevast oblik aksijalnim savijanjem ili na-motavanjem u vidu navojnice prvog materijala, potom oblaganje ovako oblikovanog prvog poluproizvoda jedno- ili višeslojnim drugim, unutarnjim poluproizvodom od kristalnog ili polukristalnog polimernog materijala, potiskivanje tog polimernog materijala na temperaturi njegove točke topljenja kristala, ili višoj, u dodir s unutarnjom površinom prvog poluproizvoda koristeći jedan konusni alat, uz istovremeno usmjeravanje tog polimernog materijala.

33. Postupak prema zahtjevu 32, naznačen time, što je vanjski sloj unutrašnjeg poluproizvoda formiran od ljepljivog plastičnog materijala, poželjno kalemljenog PE, koji sadrži neko sredstvo za formiranje pjene, pri čemu je taj vanjski sloj pušten da se zapjeni bar do tog stupanja da, kada se jedan usmjeren unutarnji sloj unutarnjeg poluproizvoda skupi na svoj promjer na temperaturi okolne sredine, pjenast sloj ispuni šupljinu formiranu između unutarnje površine vanjskog poluproizvoda i vanjske površine unutarnjeg sloja.

34. Postupak prema zahtjevu 32 ili 33, naznačen time, što pjenasti vanjski sloj također sadrži jedan ili više punilaca kojima je modul pjenastog sloja povećan toliko daje unutarnji sloj unutarnjeg poluproizvoda, kada se izloži pritisku, oslonjen na vanjski poluproizvod posredstvom pjenastog vanjskog sloja.

35. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 32 do 34, naznačen time, što prvi materijal obuhvaća metalni lim ili traku.

36. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 32 do 35, naznačen time, što je polimerni materijal istisnut u dodir s prvim poluproizvodom, a prvi se poluproizvod prenosi brzinom većom od brzine istiskivanja, čime je polimerni materijal koji dolazi u dodir s prvim poluproizvodom izložen aksijalnom razvlačenju i usmjeravanju.

37. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 21 do 36, naznačen time, što obuhvaća bilo koje od svojstava zahtjeva 1 do 20.

38. Predmet od kristalnog ili polukristalnog polimernog materijala, naznačen time, što je bar dio proizvoda umrežen, ili ima kalemljene bočne nizove, ili krajnje grupe koje formiraju prostorne smetnje, i trajno je usmjeren, pri čemu taj predmet ima jačinu na kidanje u pravcu, ili pravcima usmjeravanja veću od jačine na kidanje neusmjerenog predmeta formiranog od istog polimernog materijala.

39. Predmet prema zahtjevu 38, naznačen time što je to šupalj duguljast predmet.

40. Predmet prema zahtjevu 38 ili 39, naznačen time, što spomenuti dio proizvoda tvori jednu ili više traka duž osi proizvoda, poželjno u vidu zavojnice.

41. Predmet prema zahtjevu 38, naznačen time, što taj dio tvori koncentrične slojeve oko ose proizvoda.

42. Predmet prema zahtjevu 39, naznačen time, što ima zid koji sadrži bar dva sloja koji su umreženi različitim postupcima i koji imaju različite stupnjeve usmjerenosti.

43. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 42, naznačen time, što predmet tvori šupalj geometrijski profil koji ima odnos između debljine zida i prosječnog promjera koji je veći od 1:100, poželjno veći od 2:100.

44. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 43, naznačen time, što obuhvaća jedan usmjeren, umrežen strukturni sloj načinjen od polietilena čija je otpornost na pritisak na temperaturi okolne sredine jednaka hidrostatičkoj projektnoj osnovi od najmanje 12 MPa, poželjno od najmanje 16 MPa.

45. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 44, naznačen time, što usmjeren i umrežen dio ili dijelovi čine više od polovine zapremine predmeta.

46. Predmet prema zahtjevu 44, naznačen time, što predmet ima vanjski sloj od plastičnog materijala koji je u biti neusmjeren, pri čemu je debljina tog vanjskog sloja 0,01 do 3 mm, a ima veliku propustljivost.

47. Predmet prema zahtjevu 44 ili 46, naznačen time, što predmet ima vanjski sloj od plastičnog materijala koji je u biti neusmjeren, pri čemu je debljina tog sloja od 0,01 do 10 mm, a obuhvaća jedan neumrežen sloj koji ima pregradna svojstva različita od usmjerenog i umreženog sloja (ili slojeva) a poželjno je nepropustljiv za drugostupanjske proizvode generirane u kemijskoj reakciji, na primjer umrežavanju drugih slojeva proizvoda.

48. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 47, naznačen time, što su jedan neusmjeren dio ili dijelovi i jedan usmjeren dio ili dijelovi načinjeni od istog polimernog materijala.

49. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 48, naznačen time, što plastični materijal usmjerenog i umreženog dijela ili dijelova obuhvaća poliolefinsku kompoziciju koja sadrži jedan olefinski polimer ili (ko)polimer koji ima prosječnu molekulsku masu (Mw) u opsegu od 30 000 do 1 000 000, i jedan olefmski polimer ili (ko)polimer koji ima molekulsku masu veću od 600 000 g/mol.

50. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 49, naznačen time, što jedan ili više dijelova proizvoda sadrže nekontinualna vlakna ili ljuskice, koje su također usmjerene.

51. Proizvod prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 50, naznačen time, što je predmet jedan višeslojni dvosmjerno usmjeren proizvod, pri čemu kod bar jednog sloja postoji polje isprepletenog usmjeravanja, tako daje polimerni materijal usmjeren u vidu zavojnice ili je usmjeren da tvori strukturu za ojačanje u vidu mreže u šupljem proizvodu.

52. Predmet prema zahtjevu 51, naznačen time, što polje isprepletenog usmjeravanja obuhvaća usmjeren plastični materijal sa tekućim kristalima i/ili umrežene, usmjerene vlaknaste nizove polietilenskih molekula.

53. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 52, naznačen time, što se kada se zagrije do temperature iznad njegove točke topljenja kristala skuplja manje no što bi se predvidjelo iz njegovog koeficijenta istezanja.

54. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 53, naznačen time, što je gustoća usmjerenog sloja veća od gustoće istog sloja u njegovom neusmjerenom stanju.

55. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 54, naznačen time, što obuhvaća jednu cijev pri čemu je najmanje jedan sloj također pjenast i poželjno umrežen.

56. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 55, naznačen time, što sadrži i jedan metalni sloj.

57. Predmet prema zahtjevu 56, naznačen time, što metalni sloj obuhvaća jednu cijev formirovanu savijanjem ili omotavanjem metalnog lima ili trake.

58. Predmet prema zahtjevu 56 ili 57, naznačen time, što obuhvaća jedan unutarnji sloj usmjerenog polimernog materijala.

59. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 56 do 58, naznačen time, što obuhvaća jedan vanjski metalni sloj, jedan pjenasti ljepljivi međusloj ijedan unutarnji usmjereni polimerni sloj.

60. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 59, naznačen time, što obuhvaća umreženo usmjereno koljeno cijevi.

61. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 59, naznačen time, što obuhvaća jednu višeslojnu cijev koja ima usmjeren debeo unutarnji sloj, pjenast međusloj i zaštitni vanjski sloj.

62. Predmet prema zahtjevu 61, naznačen time, što je gustoća pjene ispod 500 kg/m3 a prstenasta krutost vanjskog sloja manja je nego kod unutarnjeg sloja.

63. Kompozitni predmet, naznačen time, što obuhvaća metalni lim, traku ili navojak i jedan polimerni materijal, raspoređene u jednom ili više slojeva, pri čemu ovaj predmet ima poboljšana svojstva jačine, a bar dio polimernog materijala je umrežen i trajno usmjeren na temperaturi okolne sredine.

64. Kompozitni predmet prema zahtjevu 63, naznačen time, što je to jedan šupalj predmet i što je prstenasta krutost sloja polimernog materijala dovoljno velika u odnosu na prstenastu krutost metalnog sloja, tako da kada se šupalj predmet deformira pa se napon deformacije ukloni, šupalj predmet se bar djelomično elastično vraća u svoj prvobitni oblik.

65. Kompozitni predmet prema zahtjevu 63 ili 64, naznačen time, što je to šupalj predmet kod koga je sa vanjske strane metalnog sloja načinjen sloj pjenastog polimernog materijala debljine od l do 100 mm koji osigurava i izolaciju i mehaničku zaštitu.

66. Kompozitni predmet prema bilo kojem od zahtjeva 63 do 65, naznačen time, što je predmet jedan elektrotopljivi cijevni priključak, kod koga metalni lim, traka ili navojak tvori elektrofuzijski grijani element, a priključak ima tijelo načinjeno od usmjerenog križanog polimernog materijala.

67. Kompozitni materijal prema bilo kojem od zahtjeva 63 do 66, naznačen time, što ima bilo koje od svojstava prema zahtjevima 38 do 62.

68. Uređaj za istiskivanje za proizvodnju usmjerenog ekstrudata od polimernog materijala, naznačen time, što obuhvaća: a) napravu za istiskivanjem sa plastificiranjem za osiguravanje rastopine ili djelomice rastopine, odnosno rastopina, spomenutog polimernog (ili polimernih materijala) i jedne kemijski reaktivne supstancije i odvođenje te rastopine pod pritiskom kroz otvor za pražnjenje u napravu za istiskivanje, b) duguljastu šupljinu za formiranje slike protoka, koja ima ulazni otvor povezan s napravom za istiskivanje, protočnu šupljinu, i otvor za pražnjenje, pri čemu je relativna geometrija te protočne šupljine i otvora za pražnjenje takva, da se u rastopljenom materijalu koji teče iz naprave za istiskivanje kroz tu šupljinu tvori izdužena slika protoka koja izaziva usmjeravanje molekula bar poprečno na pravac tijeka unutar tog rastopljenog polimernog materijala, c) matricu za istiskivanje koja zadržava usmjerenost izvedenu s jednim otvorom cijelom njenom dužinom, pri čemu taj otvor ima ulazni kraj i izlazni kraj, pri čemu je otvor za pražnjenje spomenute šupljine povezan s ulaznim krajem matrice za istiskivanje, tako da je omogućen protok usmjerenog rastopljenog polimernog materijala iz te šupljine u matricu za istiskivanje, pri čemu otvor za pražnjenje ima površinu poprečnog presjeka u opsegu od 0,9 do 2,0 puta površina poprečnog presjeka otvora matrice, d) uređaj za reguliranje temperature za održavanje temperature tekućeg rastopljenog polimernog materijala ispod temperature reakcije spomenute reaktivne kemijske supstancije u napravi za istiskivanje i bar u prvom dijelu spomenute šupljine, i za održavanje temperature tekućeg rastopljenog polimernog materijala iznad te temperature reakcije bar u drugom dijelu spomenu® šupljine i/ili na ulaznom kraju otvora matrice za istiskivanje, e) eventualno uređaj za reguliranje temperature za održavanje u otvoru matrice za istiskivanje aksijalnog temperaturnog gradijenta koji opada u smjeru protoka, prolazeći kroz neku srednju temperaturu u biti jednaku normalnoj točki topljenja spomenutog polimernog materijala, tako da će stvrdnjavanje tog polimernog materijala biti spriječeno na ulaznom području matrice za istiskivanje a moći će započeti unutar te matrice, i f) eventualno povlakač promjenljive brzine za izvlačenje ekstrudata od spomenutog polimernog materijala iz izlaznog kraja matrice za izvlačenje reguliranom brzinom povlačenja, pri čemu je konstrukcija izvedena tako da se ekstrudat počinje stvrdnjavati unutar matrice za istiskivanje ili nakon izlaska iz izlaznog kraja otvora matrice za istiskivanje, ali prije no što može nastupiti neko značajnije radijalno širenje tog ekstrudata.

69. Uređaj za istiskivanje prema zahtjevu 68, naznačen time, što šupljina obuhvaća jedan trn koji je pričvršćen tako daje poprečni presjek protočne šupljine u biti konstantan od kraja aparata za istiskivanje u kome je pužni zavrtanj pa do točke gdje započinje razvlačenje plastičnog materijala.

70. Uređaj za istiskivanje prema zahtjevu 69, naznačen time, što je trn pričvršćen za tijelo aparata za istiskivanje kroz pužni zavrtanj.

71. Uređaj za istiskivanje prema bilo kojem od zahtjeva 68 do 70, naznačen time, što je protočni kanal bez prepreka koje bi mogle formirati linije zavarivanja u ekstrudatu bar u zagrijanim područjima gde je temperatura iznad temperature reakcije.

72. Uređaj za istiskivanje prema bilo kojem od zahtjeva 68 do 71, naznačen time, što je promjer trna u biti konstantan od izlaza iz aparata za istiskivanje do točke u kojoj počinje razvlačenje i, eventualno, na svom drugom kraju je u biti konstantan od točke u kojoj se ekstrudat počinje stvrdnjavati pa do kalibratora.

73. Uređaj za istiskivanje prema bilo kojem od zahtjeva 68 do 72, naznačen time, što trn tvori jedan konično proširen dio.

74. Uređaj za istiskivanje prema zahtjevu 72, naznačen time, što se jedan vanjski omotač pruža bar dijelom preko spomenutog konusno proširenog dijela.

75. Uređaj za istiskivanje prema zahtjevu 73 ili 74, naznačen time, što je trn zagrijan najednom dijelu, uključujući spomenuti konično proširen dio, a iza njega je hlađen.

76. Predmet prema bilo kojem od zahtjeva 38 do 62, naznačen time, što je proizveden postupkom prema bilo kojem od zahtjeva l do 37.

77. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva l do 37, naznačen time, što je korišten uređaj za istiskivanje prema bilo kojem od zahtjeva 68 do 75.

78. Uređaj za izradu usmjerenog plastičnog predmeta, naznačen time, što je u biti kako je prije opisan, s pozivom na priložene crteže i/ili kako je u njima prikazan.

79. Usmjeren plastični predmet, naznačen time, što je u biti kako je prije opisan.

80. Postupak za proizvodnju usmjerenog plastičnog predmeta, naznačen time, što je u biti kako je prije opisan.