NO177340B - Fremgangsmåte for ekstrudering av plaströr med komposittstruktur - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for ekstrudering av plastrør med komposittstruktur og nærmere bestemt plastrør med store dimensjoner.

Plastrør benyttes for tiden for å fremstille nedgravde rørledninger på grunn av at de er så lette, enkle å plassere og forbinde og på grunn av korrosjonsmotstanden. Prisen blir imidlertid prohibitiv når man når de store dimensjoner som kreves for å drenere kloakk eller regnvann.

Man har gjort forsøk på å gjøre disse rørene lettere, samtidig som man opprettholder tilstrekkelig stivhet og knusningsmotstand ved forskjellige innretninger, for eksempel ved å benytte bølgevegger, ved å forme røret ved å rulle en del til en spiral og derefter lime eller sveise den eller ved å benytte stiv, cellulær plast.

Den sistnevnte muligheten er spesielt formålet i FR-PS 1.498.620, 1.545.573 og tilleggene 94.122, 94.389 og 2.063.589. Produktet som er kjent under varemerket CELUKA er fremstilt av en ekspanderende plastkumkjerne hvis densitet gradvis øker fra kjernen til periferien og ved en glatt vegg som er en tynn hud med en tykkelse på fra 0,1 til 0,3 mm. Slike rør er underkastet overflateerosjon, er relativt skjøre, og, på grunn av indre spenninger, vil de være underkastet vesentlige variasjoner i dimensjonene når de oppvarmes.

Det er også kjent å fremstille plastrør med en komposittstruktur, hvor veggen er dannet av to eller tre sjikt av forskjellig art ved samekstrusjon i spesielle dyser. Denne fremgangsmåten er for eksempel beskrevet i arbeidet "Tech-niques de 1'Ingenieur", bind A9, artikkel A3652, sidene 137-138 (1976). Fremgangsmåten utføres ved å kombinere de forskjellige sjikt i sine endelige dimensjoner på nivå med ekstruderingsdysen. Det er således nødvendig å tilveiebringe det samme antall ekstruderingsverktøy som det er rørdimen-sjoner og sjikt og dette øker produksjonsomkostningene betraktelig.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å overvinne manglene ved den kjente teknikk under samtidig utnyttelse av denne, og angår således en fremgangsmåte for ekstrudering av plastrør som har en komposittstruktur og består av to vegger som omslutter et ekspandert fyllmateriale som er bundet til de nevnte vegger, hvor et oppvarmet og regulert fordelerhode mates med materialet som skal utgjøre rørveggene, hvorefter strømmen skilles i to adskilte deler og hvorimellom fyllmaterialet som utgjør en tredje stråle innsprøytes, og de tre stråler bringes sammen og i kontakt og på denne måten danner et emne med en struktur som gis sin endelige form og dimensjon ved gjennomføring i et vanlig verktøy som består av torpedoholder, dyse og dor, fulgt av et kalibreringsverktøy, og fremgangsmåten karakteriseres ved at emnet føres over en i og for seg kjent divergerende utløpskonus plassert mellom fordelerhodet og torpedoholderen i verktøyet.

Den teknikk å anordne et konvergerende kalibreringsverktøy efter den divergerende utløpskonus, var kjent fra kapittel 5.5.1 på side 54 i Ebel ing/Liipke/Schelter/Schwartz: 'Plast-materialer - Bearbeidingsmetoder', Oslo, 1981, som er en oversettelse av 'Kunststoffverarbeitung', utgitt på Vogel Verlag i Wiirtzburg 1978.

Fremgangsmåten kan gjennomføres i en apparatur som består av

a) et oppvarmet og regulert fordelerhode som på den ene side er utstyrt med en første ekstruder som tilfører

materialet som utgjør veggene og på den annen side en annen ekstruder som tilfører fyllmaterialet;

b) innretning for å skille materialet som utgjør veggene til to adskilte stråler; c) en innretning for å tilføre fyllmaterialet mellom disse to strålene; d) en innretning for å bringe de tre strålene sammen og plassere dem i kontakt slik at de danner emne med dets

endelige struktur;

e) et oppvarmet og regulert verktøy som gir emnet dets endelige former og størrelser, der en divergerende

utløpskonus som er plassert ved utløpet av fordelerhodet.

Ifølge oppfinnelsen er det nu mulig å fremstille ekstruderte plastrør med en komposittstruktur hvor fyllmaterialet eller mellomsjiktet er fremstilt av en ekspandert skumplast.

Figur 1 viser en apparatur som benyttes for å gjennomføre f remgangsmåten.

Fordelerhodet 1 mates på den ene side med plast 2 gjennom en ikke vist ekstruder av vanlig type som er plassert oppstrøms og, på den annen side, med fyllmaterialet 3 gjennom en andre ekstruder 4. Den sentrale konus 5 gjør det mulig å forme røret på kjent måte. Ringdelen 6 som er integrert med torpedoholderen 7 forårsaker at sylinderen av plastmaterialet som forlater ekstruderen 2 blir skilt i to adskilte strømmer 8 og 9. Torpedoholderen 7 er oppvarmet og regulert med hensyn på temperatur på kjent måte.

Fyllmaterialet 3 som forlater ekstruderen 4 sprøytes inn gjennom en gren i torpedoholderen 7 i en vanlig fordelings-kjerne med et variablet belastningstap 10. Ved kjerneutløpet legger materialet seg med konstant fremføringshastighet rundt hele periferien av kjernen mellom de to sjikt 8 og 9, hvorefter de tre elementene: sjiktene 8 og 9, og fyllmaterialet 3 som danner en tredje stråle 11, føres sammen ved hjelp av innretningen 12 og danner emnet 13 med tre sjikt. Strømningshastighetene på de to ekstrudere må kontrolleres med hensyn til forholdet mellom strømningsmengdene av de to materialer (veggene og fyllmaterialet) som defineres av utløpstverrsnittet til emnet som dannes av de ytre sjikt 8 og 9 og det indre sjikt 3.

Fyllmaterialet 3 er en ekspanderbar skumplast, men ekspan-sjonen kan ennu ikke finne sted på dette nivå på grunn av det høye trykk som finnes der.

Ved utløpet av fordelerhodet, har emnet sin endelige struktur med hensyn på massefordelingen i de tre sjiktene og denne fordelingen vil bli opprettholdt til utløpet av ekstru-deringsverkøyet. Emnet 13 med tre sjikt som dannes på denne måten , bringes derefter til sin endelige tilstand og dimensjoner. Det går gjennom den divergerende utløpskonus 14 og derefter gjennom torpedoholderen 15 som oppvarmes og reguleres ved hjelp av sonden 16 og bringes til sin endelige form gjennom dysen 17 og doren 18.

Overføringen over den divergerende utløpskonus gjør det mulig for emnet å få en dimensjon som er større enn for det endelige rør, og derefter, efter overføring over torpedoholderen hvis grener frembringer adskillelsen i stråler, tillater en sveising av emnet i den konvergerende sone av dysen og således tillater at det fremstilles et fullstendig homogent rør med glatte indre og ytre overflater som er uten defekter.

Emnet som forlater verktøyet kalibreres derefter og avkjøles i en vanlig standardkalibrator 19, enten en lufttrykks-kalibrator hvis det ikke er noen vesentlig ekspansjon av emnet eller kalibrator med redusert trykk hvis emnet ekspanderer vesentlig i diameter og tykkelse, materialet 3 er et ekspanderbart materiale. I dette tilfelle er det nødvendig å ha tilstrekkelig rom mellom utløpet av verktøyet og kalibratoren for ekspansjon av både det indre skum og den ytre veggen og den indre veggen 9.

For å forandre dimensjonene av røret 20, er det tilstrekkelig å forandre dysen 17 og doren 18 som er enkle og sterke deler som holdes i stilling på kjent måte ved gripe- og kontroll-innretninger 21, 22, 23 og 24.

Veggene 8 og 9 i røret kan formes av et hvilket som helst ekstruderbart, termoplastisk materiale og, spesielt, av polyvinylklorid, polyetylen, propylen og polystyren.

Fyllmaterialet 3 kan fortrinnsvis være et lett materiale som et ekspanderbart plastskum valgt for sin forenelighet med materialet i veggene. I virkeligheten er det viktig for tilstrekkelig sammenbinding mellom veggene og fyllmaterialet for å sikre styrken i den sammensatte struktur.

De ekspanderbare materialer omfatter derivater av polyvinylklorid, polystyren, polyetylen og polypropylen.

En rekke organiske eller mineralske stoffer kan også benyttes forutsatt at de tilføres masse av termoplastisk materiale som kan varmsveises til veggene 8 og 9.

ved hjelp av oppfinnelsens fremgangsmåte er det for første gang, på teknisk enkel og økonomisk forsvarlig måte, blitt mulig ved koekstrudering å fremstille et tresjiktsrør med en kjerne av ekspandert materiale mellom de to veggsjikt.

Utførelse

Under anvendelse av verktøy som tilsvarer de i fig. 1 (som tilsvarer en skala 1/5), ble det fremstilt et antall rør av stiv polyvinylklorid (densitet 1,4) med et (ekspandert) cellulært, polyvinylklorid-fyllmateriale med en gjennomsnitt-lig densitet på 0,5. Man skal bemerke at til forskjell fra CELUKA-rørene hvor det er en densitetsgradient mellom kjernen og den glatte huden som utgjør den ytre veggen, har fyllmaterialet en stort sett homogen densitet. Sammensatte rør med følgende egenskaper ble tilveiebragt, sammenlignet med egnskapene i konvensjonelle, stive PVC-rør med fast vegg og den smme ytre diameter.

Konvensjonelle rør

Måling av knusemotstanden ved vanlige prøver demonstrerte

overlegenheten av rørene som ble femstilt ifølge oppfinnelsen som er fra 5 til 20% i forhold til konvensjonelt rør alt etter diameteren som betraktes. Konvensjonell montering ved sammenkopling kan utføres lett uten å modifisere verktøy eller operasjonsmetode.

Rørene fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, passer spesielt for fremstilling av rørledninger som skal nedgraves for kloakk og drenering og tillater at forbruket av materialer reduseres med ca 25 til 30% med minst tilsvarende ytelse.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for ekstrudering av plastrør som har en komposittstruktur og består av to vegger som omslutter et ekspandert fyllmateriale som er bundet til de nevnte vegger, hvor et oppvarmet og regulert fordelerhode (1) mates med materialet (2) som skal utgjøre rørveggene, hvorefter strømmen skilles i to adskilte deler (8 og 9) hvorimellom fyllmaterialet (3) som utgjør en tredje stråle (11) inn-sprøytes, og de tre stråler bringes sammen og i kontakt og på denne måten danner et emne (13) med en struktur som gis sin endelige form og dimensjon ved gjennomføring i et vanlig verktøy som består av torpedoholder (15), dyse (17) og dor (18), fulgt av et kalibreringsverktøy, karakterisert ved at emnet (13) føres over en i og for seg kjent divergerende utløpskonus (14) plassert mellom fordelerhodet (1) og torpedoholderen (15) i verktøyet.