NL8003877A

NL8003877A - Versterkt buisvormig voorwerp.

Info

Publication number: NL8003877A
Application number: NL8003877A
Authority: NL
Original assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1981-01-20
Also published as: ZA803980B; JPS5619723A; CA1147637A; SE8005176L; FR2461569B1; DK307380A; FR2461569A1; JPH0125698B2; BE884321A; DE3027150A1

Description

4

Versterkt buisvormig voorwerp.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een versterkt buisvormig voorwerp, zoals een slang.

De onderhavige werkwijze omvat het op een buis van 5 een polymeer, dat de binneribekleding van het voorwerp zal vormen, aanbrengen van tenminste een laag van een materiaal voor het verschaffen van een versterking in het voorwerp en het vervolgens volledig impregneren van de laag of lagen met een vloeibaar elastomeer vormend reactiemengsel.· 10 De werkwijze volgens de uitvinding kan in het bijzonder worden toegepast wanneer een binnenbekleding is voorzien van een aantal (tenminste twee) versterkingslager en deze versterkingslagen vervolgens worden geïmpregneerd in één enkele bewerking.

Met "volledig geïmpregneerd" wordt bedoeld dat de 15 tussenruimten van de versterking in aanzienlijke mate worden gevuld met impregneermiddel, waarbij "volledig geïmpregneerd" letterlijk dient te worden opgevat.

Eén toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is de vervaardiging van een buigzame zware slang, bijvoorbeeld een 2 20 hydraulische slang, die een breekdruk van 10.341 Mn/m of meer kan hebben. (Ref.: Soiety of Automotive Engineers publication "Tube, Pipe,

Hose and Lubrication Fittings - Standards, Recdcmended Practices, Information Reports.", Handbook Supplement HS 150, 1977 Edition). In een dergelijke constructie is de dichtheid van de versterking gewoon- 25 lijk betrekkelijk groot, de dichtheid beslaat bijvoorbeeld tenminste 60% en bij voorkeur tenminste 75%. Bij bekende werkwijzen voor het vervaardigen van dit type slang, waarbij een aantal versterkingslagen wordt gébruikt, is het vereist een niet poreuse polymere isolatie- 8003877 2 laag tussen de versterkingslagen aan te brengen, voornamelijk, voor het vermijden van schuren. De behoefte aan een dergelijke isolatielaag kan worden uitgeschakeld indien de werkwijze volgens de uit-' vinding wordt toegepast, daar de volledige irtpregnering van de tussen-5 ruimten in aanzienlijke mate dit ; sshuren kan verkleinen of zelfs kan opheffen.

Eén manier voor het vervaardigen van een goedkope slang zou kunnen bestaan uit het verminderen van de wanddikte van de binnenbekleding tot een minimum. Ongelukkigerwijze is in sLaigen, 10 die vervaardigd zijn net de bekende werkwijze), vaak lucht in de tussenruimten van de versterking aanwezig, terwijl wanneer de binnenbekleding te dun is de slang in gebreke kan blijven vanwege het feit dat de binnenbekleding in deze tussenruimten expandeert. Dit nadeel kan worden overwonnen door de toepassing van de werkwijze volgens 15 de uitvinding, waarbij, omdat een volledige iupregnering kan plaats hebben, de dikte van de binnenbekleding kan worden verminderd.

De binnenbekleding is voor het irtpregneermiddel ondoordringbaar en kan vervaardigd zijn van een elastomeer (bijvoorbeeld een gevulcaniseerde rubber zoals een nitrile rubber, gechloreerde 20 polyetheenrubber of silicoonrubber of een thermoplastische rubber zoals een polair elastcplastisch lineair blok copolymeer net polyester en polyetherblokken, in de handel verkrijgbaar als "Hytrel" van Du pond of een thermoplastische kunststof (bijvoorbeeld nylon zoals nylon 11).

25 De versterking kan vervaardigd zijn van een textiel- stof zoals nylon, een homo- of copolymeer van propeen, rayon, een aromatisch, polyamide (bijvoorbeeld een polyamide in de handel verkrijgbaar als Kevlar) of een polyester, of van glas of van een metaal zoals met messing beklede staaldraad. De versterking kan axiale 30 en spiraalvormige carponenten bevatten, die gelaagd kunnen zijn, geweven, geknoopt of gevlochten voor het verschaffen van een uitgewogen constructie. Eventueel kan de versterking worden aangebracht door een spiraalwikkeling.

Indien gewenst kan een materiaal, bijvoorbeeld een 35 textielgaas, waarin het gébruikte vloeibare elastcmeervormende impreg- 8003877 % ·*> * 3 neermiddel kan doordringen, worden aangebracht tussen lagen van de versterking en/of de bimeribekledlng en de versterklngslaag of lagen.

Het inpregneermiddel is een elastcmeervormend reactie- mengsel dat vloeibaar is bij de inpregneertemperatuur en dat bestand- 5 delen bevat die chemisch reageren en verstarren voor de vorming van een elastomeer. Het inpregneermiddel kan een impregneermiddel zijn dat een polyurethaanelastameer of een silicoonrubber verschaft of het kan een vloeibaar polymeer met een eindstandige functionele groep zijn bijvoorbeeld een butadieen/acrylzuur nitrilrubber met 10 eindstandige aminogroep (bijvoorbeeld in de handel verkrijgbaar onder de handelsnaam Hycar van B.P. Goodrich) in combinatie met een geschikte medereagens zoals een epoxyhars. Hét inpregneermiddel kan andere toevoegsels bevatten bijvoorbeeld tenminste ëën toevoegsel uit de groep weekmakers, verdikkingsmiddelen, pigmenten, en modificatoren 15 voor de oppervlaktespanning. Een voorbeeld van een polyurethaanvornend reactiemengsel is een mengsel met een betrekkelijk groot moleculige polyol, een betrekkelijk klein moleculige diol, een isocyanaat en naar keuze een catalysator, welke zullen reageren voor de vorming van een polyurethaan bijvoorbeeld de snelhardende polyurethaanvormende 20 preparaten die beschreven zijn in de samenhangende Britse octrooi- aanvrage 35493/76, welke een vloeibaar poly (propyleen glycol) polyol net een moleculair gewicht van neer dan 400 bevat, eén vloeibaar laag moleculige diol met een moleculair gewicht dat minder is dan 250, een vloeibaar di (isocyanaxtophenyl) methaan en een 25 catalysator in de vorm van stanno zouten van carbonzuur of anorganische zuren, die zich of wel in vloeibare vorm bevinden of oplosbaar zijn in de polyolen. De viscositeit van het inpregneermiddel bij de inpregneertenperatuur mag niet te groot zijn, anders zal het moeilijk zijn een volledige inpregnering te verkrijgen. Bij voorkeur is de 2 30 viscositeit niet kleiner dan 10 Ns/m (10.000 centipoise), en op 2 gunstige wijze minder dan 1 Ns/m , bij de impregneertemperatuur.

Bij het bepalen van een geschikte viscositeit voor het impregneermiddel zal de textuur van de versterking gewoonlijk in aanmerking worden genomen, daar, zoals duidelijk is, een versterking met open 35 textuur een impregneermiddel net grotere viscositeit zal opnemen dan 8003877 4 een versterking met gesloten textuur. Eén voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat het gewoonlijk niet noodzakelijk is een uitwendige druk uit te oefenen (bijvoorbeeld bij het ledigen van het vat met het geïmpregneerde voorwerp) .anders dan een druk 5 die te danken is aan de aanwezigheid van het impregneermiddel zelf, teneinde een volledige impregnering tot stand te brengen.

Na het aanbrengen van het versterkingsmateriaal gaat het vloeibare impregneermiddel reageren en verstarren, waarbij de toevoer van warmte gewoanlijk behulpzaam zal zijn. Warmte kan 10 voor, tijdens en/of na het impregneren worden toegevoerd. Indien gewenst kan een andere versterkingslaag vervolgens worden aangebracht op het samenstel en kan het impregneren worden herhaald.

Bij voorkeur wordt het impregneren uitgevoerd door het uit de binnenbekleding en de versterking bestaande samenstel te 15 verplaatsen door een impregneervat. Eén manier voor het verkrijgen van de gewenste mate van impregneren van het versterkingsmateriaal is het aanbrengen van tenminste één versterkingslaag, bijvoorbeeld in de vorm van een vlechtwerk, op een buis van een binnenbekledings-materiaal, waarbij vervolgens het ontstane buisvormige voorwerp 20 verticaal naar beneden gaat door een impregneervat en naar buiten door een opening in het vat onder het niveau van het impregneermiddel, welke opening eveneens kan dienen voor het verwijderen van overtollig impregneermiddel uit het samenstel. Indien gewenst kan het impregneermiddel worden verstard en wordt vervolgens het samenstel omhoog 25 verplaatst door het impregneervat, zodanig dat op het impregneermiddel een bekleding, hetzij van hetzelfde hetzij van een ander materiaal, wordt aangebracht.

Het uit birmenbekleding/versterking bestaande samenstel kan zelfdragend zijn dat wil zeggen dat dit samenstel zijn dwarscbor- 30 snedevorm tijdens het impregneren zal handhaven zonder dat het gebruik van een doom vereist is. Eventueel kan het gewenst zijn een doom te gebruiken of het voorwerp vanuit de binnenzijde onder te druk te plaatsen teneinde ditondersteunen bijvoorbeeld wanneer het eindproduct een "platte" slang is.

35 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan 8003877 i* J» 5 de hand van de tekening.

Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van een geïmpregneerd samenstel dat bestaat uit een binnenbekleding en een versterking.

Een impregneervat 1 heeft een opening 2 welke is 5 voorzien van een rubberen afdichting 3 die zodanige afmetingen heeft dat een buisconstructie 4 daardoorheen kan verplaatsen en het ontsnappen van iitpregneermiddel 5 uit het vat wordt vermeden. De buisconstructie 4 bevat een binnenbekleding 6 die is ingesloten in een of meer versterkingslagen 7. Tijdens gébruik wordt de buis-10 constructie 4 naar beneden door het impregneermiddel vanuit het vat 1 door de afdichting 3 getrokken, welke eveneens dient voor het verwijderen van overtollig impregneermiddel uit de constructie 4.

Indien gewenst kan de constructie 4 worden voorzien van een bekleding of bekledingen hetzij van hetzlefde materiaal als het impregneermiddel 15 hetzij van een verschillend materiaal, bijvoorbeeld door de constructie verticaal omhoog door het impregneervat 1 te trékken. Het impregneermiddel kan met warmte worden gehard met warme lucht die wordt toegevoerd aan de constructie v65r, tijdens of na het impregneren.

o

Na het impregneren van de versterking en of voor of 20 na het verstarren van het impregneermiddel kan een buitenbekleding, bijvoorbeeld van elastomeer, op de constructie worden aangebracht bijvoorbeeld met behulp van de werkwijze zoals hierboven is beschreven of met behulp van extrusie.

Eén kenmerk van de uitvinding zal worden aangetoond 25 met behulp van de volgende voorbeelden, waarbij het impregneren wordt uitgevoerd in de inrichting volgens de figuur.

Voorbeeld I

Een nylon buis met een inwendige middellijn van 6,3 mm en een uitwendige middellijn van 9,4 mm wordt bedekt met twee lagen 30 van een verknoopte "metmessing beklede stalen draad teneinde een constructie te verschaffen met een inwendige middellijn van 5,5 nrn.

De draad, welke een middellijn heeft van 0,305 mm, is afkomstig van een gebruikelijke vlechtmachine.

Dit product met een lengte van 1,3 mm werd gewassen 35 door indompeling in dichlorcmethaan en werd na droging door een 8003877 6 rubberen afdichting in de bodem van een metalen houder die aan de open zijde open is en een inhoud heeft van 300 ml gestoken zodat 40 irm uitsteekt onder de afdichting. De temperatuur van de buis werd verhoogd tot 40-45°C door een verplaatsing van warme lucht daardoorheen. 5 De volgende poly-urethaanvormende samenstelling werd gemengd en in de houder gébracht rondcm de gevlochten nylon buis: Propylaan D-2122 (ex Lankro)2 75,0 g

Ethaan diol 1 9,3

Waterig stanno chloride 0,75 10 Pigment dispersie 3373 ex Chemical 3,0

Products (Cheshire) Ltd Vloeibaar silicoon verkrijgbaar als

Silicoon DC 200, 50 centistokes van

Dow Coming 0,3 3

Isonaat 143L (ex Upjohn) 60,0 15 1) Het stannochloride werd opgelost in het ethaan- diol voor menging met de andere bestanddelen.

2) Een poly (prqpeen glycol) diol met eindstandige ethyleenoxydegroep met een moleculair gewicht van 2000.

3) Een vloeibaar mengsel van zuiver M.D.I en een 20 carbodiimide additr$>roduct van M.D.I.

Deze samenstelling heeft een aanvankelijke viscositeit van 0,239 Ns/mr bij 21°c gemeten met een Brookfield viscosimeter,

Model LVF, waarbij de spil no. 1 bij 1200 omwentelingen per minuut wordt gébruikt. Geen der bestanddelen werd gedroogd zodat verwacht 25 kan worden dat het propylaan en het ethaandiol een kleine hoeveelheid water zouden bevatten.

De buis werd vervolgens naar beneden getrokken door de afdichting en met een snelheid van ongeveer 14.2 itm/sec terwijl het mengsel werd geroerd totdat ongeveer 150 itm boven de afdichting 30 bleef. Na 20 minuten had de vloeibare samenstelling gereageerd en was deze verstard tot een star elastomeer, waarbij de houder en de overblijfselen van de buis werden af gesneden.

Deze werkwijze werd herhaald echter in de omgekeerde richting, dat wil zeggen de buis werd opwaarts getrokken, teneinde 35 verder een dunne bekleding van polyurethaan qp de buitenzijde van 8003877 9~ ^ 7 de constructie aan te brengen. Dit bekleden werd twee maal meer herhaald teneinde een bekledingsdikte van ongeveer 0,5 mm te vormen.

Na zeven dagen werden geschikte verbindingen aangebracht op de delen van de ontstane buis. Een monster werd onderworpen 5 aan een beproeving met inpulsen, waarbij een tweedimensionale golf- 2 slagdruk van 43.98 MN/m werd gebruikt bij een frequentie van 60 impulsen/min. met een hydraulisch fluïdum bij 93°C.

Het monster toonde geen gebréken naar »33.300 impuls- 2 kringlopen en had een breekdruk van 227,5 MN/m .

10 Voorbeeld II

Een verknoopte nylon buis, als beschreven in Voorbeeld I, werd gewassen door onderdorpeling in dichloormethaan, gedroogd en vervolgens gestoken door een rubberen afdichting in de bodem van een houder met open bovenzijde en met een inhoud van 1 liter, 15 zodat ongeveer een lengte van 40 rrm onder de afdichting uitstak.

De temperatuur van de buis werd verhoogd tot ongeveer 50°C door de verplaatsing van warme lucht daardoorheen.

De volgende driedelige samenstelling werd bereid en de drie componenten werden vervolgens samen gemengd bij 60°C.

20 Component A Exposyhars (verkrijgbaar 100 g gemengd bij als Epikote 815 van Shell) 120°C en 2,2-di (4-hydroxy-phenyl) 24 g · gekoeld bij

propaan (verkrijgbaar als 60°C

Bisphenol-A van BDH 25 Chemicals Ltd)

Component B di-iso-octylsébacaat 100 g gemengd en butadieen/acrylonitril cqpo- 300 g verwarmd op

lymeer met eindstandige 60°C

aminogroep 30 (verkrijgbaar als Hycar 1300 x 16 van B.F. Goodrich)

Component C Silicoonvloeistof (verkrijgbaar 0,8 g als Silicoon DC 200, 50 Centistckes van Dow Coming 35 Het mengsel (dat bij 60°C een viscositeit had 8003877 2 8 van ongeveer 5 Ns/m gemeten met een Brookefield viscosimeter/ model LVF, spil no. 4, snelheid 60 omwentelingen per minuut) werd in de houder met een inhoud van 1 liter gebracht/ rondom de buis van verknoopt nylon. De buis werd naar beneden door de afdichting getrokken 5 met een snelheid van ongeveer 8.3 irm/sec zodat de buis ongeveër 150 mm boven de afdichting bleef. De temperatuur van het samenstel werd bij ongeveer 50°C gedurende 1½ uur gehandhaafd. Wanneer de buis hierna werd onderzocht bleek dat de vervlochten stof nagenoeg volledig was geïmpregneerd.

10 In het kort samengevat heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een buis, welke werkwijze bestaat uit het qp een binnenbekleding van polymeer/ bijvoorbeeld rubber of kunststof, aanbrengen van tenminste ëên versterkingslaag, bijvoorbeeld een metalen vlechtwerk, en het vervolgens volledig impregneren van 15 de laag of lagen met een vloeibaar elastomeer vormend reactiemengsel.

De werkwijze is zeer geschikt voor de productie van hydraulische buizen of slangen.

8003877

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een versterkt buisvormig voorwerp gekenmerkt door het op een buis van een polymeer, welke de binnenbekleding van het voorwerp zal vormen, aanbrengen van tenminste één materiaallaag voor het verschaffen van een versterking van het voorwerp, en het vervolgens volledig impregneren van de laag of lagen met een vloeibaar elastomeervormend reactie-mengsel.

2. Werkwijze volgens conclusie met het kenmerk dat een aantal lagen van materiaal voor het verschaffen van een versterking in het voorwerp wordt aangebracht op de buis van een polymeer materiaal, en dat de lagen vervolgens worden geïmpregneerd in één enkele bewerking.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat het vloeibare elastomeervormend reactiemengsel bestanddelen bevat die reageren en verstarren in de vorm van een polyurethaan.

4. Werkwijze volgens de conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat het vloeibare elastomeervormende reactiemengsel een vloeibare buta- dieen/acrylzuur nitrilrubber met een eindstandige functionele groep « en een epoxyhars bevat.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de viscositeit van het vloeibare elastcmeervormende 2 reactiemengsel kleiner is dan 10 Ns/m bij de impregneertertperatuur.

6. Werkwijze volgens één der conclusies 1 t/m 4 met het kenmerk dat de viscositeit van het vloeibare elastomeervormende 2 reactiemengsel kleiner is dan 5 Ns/m bij de impregneertemperatuur.

7. Werkwijze volgens één der conclusies 1 t/m 4 net het kenmerk dat de viscositeit van het vloeibare elastomeervormande reactie- 2 mengsel kleiner is dan 1 Ns/m bij de impregneertemperatuur.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies nét het kenmerk dat de of elke versterkingslaag metaal bevat.

9. Werkwijze volgens één der conclusies 1 t/m 7 met het kenmerk dat de of elke versterkingslaag een aromatisch polyamide bevat.

10. Vferkwijze volgens één der voorgaande conclusies met heffienmefk dat de of elke versterkingslaag een vervlechting bevat. 8003877

11. Werkwijze volgens één der conclusies 1 t/m 9 met het kenmerk dat de of elke versterkingslaag op de binnenbekleding spiraalvormig is gewikkeld.

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 5 met het kenmerk dat de of elke versterkingslaag tenminste 60% beslaat.

13. Wërkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de of elke versterkingslaag tenminste 75% beslaat.

14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies net het kenmerk dat een aantal versterkingslagen en geen niet poreuse 10 polymeerisolatie:_= daartussen is aangebracht.

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat een materiaal, dat doordringbaar is voor het vloeibare elastomeer vormende reactiemengsel, is aangebracht tussen de binnenbekleding en de versterkingslaag of lagen en/of, wanneer 15 een aantal versterkingslagen is aangebracht, tussen de versterkingslagen.

16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat tijdens het inpregneren geen uitwendige druk pp het versterkte buisvormige voorwerp wordt uitgeoefend.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de toevoer van warmte behulpzaam is bij de reactie en het verstarren van het reactiemengsel.

18. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het uit de binneribekleding/versterkingslaag of 25 lagen bestaande samenstel benedenwaarts wordt verplaatst door een impregneervat dat het vloeibare elastomeervormende reactiemengsel bevat.

19. Wërkwijze in hoofdzaak zoals aangegeven in de beschrijving en/of voorbeelden. 8003877 omr"'1, ' '—Ί ' )—'6 / ^ ' ^ -- - - - :~J 'Ί ' '‘ ' y 3 1---------' '— Λ: i :, jKüd DUNLOP LIMITED TE LONDEN GROOT_BRITTANNIË 8003877