NO861377L - Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av dobbeltveggede roer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører fremstilling av dobbeltveggede rør med

en tverrbølget yttervegg og en glatt indre vegg, særlig fremstilling av slike rør av PVC, som angitt i krav 1's innledning.

Det har lenge vært kjent å fremstille dobbeltveggede rør av termoplastisk polymermateriale, med den ytre rørvegg i hovedsaken tverrbølget og den indre rørvegg glatt og uten bølger, idet den indre og den ytre vegg er sammenføyet ved den ytre veggs indre bølgedaler. Rør av denne type fremstilles ved samtidig ekstrudering av en indre og en ytre slange, idet den ytre slange i sin plastiske tilstand låses mot en omgivende form, som beveger seg med den ekstruderte ytre slange, hvorved den ytre slange gis bølgeform og deretter den indre slange trykkes mot den ytre slanges indre bølgedaler, mens materialet i begge rør ennå befinner seg i den plastiske tilstand. Slike fremgangsmåter og innretninger er kjent.

Ved anvendelse av polyetylen gir disse kjente fremgangsmåter

og innretninger ganske brukbare resultater. Slike dobbeltveggede rør av polyetylen er handelsvare. Til tross for omfangs-rike forsøk har fremstilling av slike dobbeltveggede rør av polyvinylklorid bare slått igjennom i liten grad i praksis,

til tross for at polyvinylklorid som kjent har fremragende egenskaper, som ville gjøre det mulig å kunne anvende slike dobbeltveggede rør for formål hvor det stilles spesielle krav, eksempelvis som kanalisasjonsrør. I nesten alle tilfeller,

hvor PVC-rør har vært fremstilt, har disse oppvist en betraktelig sprøhet og/eller en uegnet forbindelse mellom de to rør-vegger .

Man er ikke helt klar over hvorfor man støter på de nevnte vanskeligheter i praksis. En viktig faktor er vel at polyetylen, som hittil er anvendt med stor suksess, avgir varme langsommere enn polyvinylklorid, slik at polyetylen muliggjør å bringe den indre slange i forbindelse med bølgedalene i den ytre slange ved en temperatur som er tilstrekkelig for å gi en god forbindelse mellom de to slanger. Dette har hittil ikke vært mulig ved anvendelse av polyvinylklorid. Det anses videre også som sannsynlig at det strømningsmønster som plastmaterialet utsettes for, for å oppnå en forbindelse mellom de to rørvegger, fører til en tvungen skjærstrøm, som gir en betraktelig sprø-het når det anvendes et polymer så som polyvinylklorid.

Uavhengig av de praktiske vanskeligheter og deres årsaker foreligger det et behov for toveggede rør av polyvinylklorid, det vil si-rør med tekniske egenskaper som tilfredsstiller de krav som stilles.når røret skal benyttes som avløpsrør eller for lignende formål.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte og én innretning for fremstilling av dobbeltveggede bølgerør med glatt innvendig overflate, særlig egnet for fremstilling av slike rør av polyvinylklorid.

Dette oppnås med den fremgangsmåte som er angitt i krav 1,

med de i karakteristikken angitte kjennetegn, og med den i krav 11 angitte innretning, med de der i karakteristikken angitte kjennetegn. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen går frem av de uselvstendige krav.

Et dobbeltvegget polyvinylklorid-rør ifølge oppfinnelsen har to spesielle egenskaper. For det første er forbindelsen mellom yttervegg og indre vegg slik at når røret brytes istykker under anvendelse av en slaggprøvemetodikk ifølge US-standard test ASTM D 2444-80 og det tas en prøve med et snitt gjennom en av forbindelsene, på tvers av bølgene, så vil et med et raster-elektronikkmikroskop opptatt slik bildet av snittflaten ikke oppviser noen grenselinje mellom materialet i innerveggen og de indre bølgedaler i ytterveggen i området ved forbindelsen, betraktet med det blotte øye og med en forstørrelse på 20.

For det første vil et slikt rør ha en god slagfasthet, målt ifølge US-standard ASTM D 2444-80, med en midlere verdi på

160 foot pounds (= 22 mkp) med et 200 mm rør. En slik god

slagfasthet antyder en lav sprøhet, som kan skyldes en uegnet forbindelse eller en termisk nedbrutt harpiks.

Ifølge den nye fremgangsmåte blir de to konsentriske slanger av polymermateriale ekstrudert samtidig gjennom en sprøyte-form som innbefatter en første ringdyse med større diameter og en andre ringdyse med mindre diameter, idet de to dyser ligger koaksialt i forhold til hverandre og den andre dyse har en avstand fra den første dyse i ekstruderingsretningen, hvilken avstand kan være 0 og uavhengig av den ekstruderte rørdiameter ikke overskrider 64 mm. Fortrinnsvis er den andre dyseåpning i ekstruderingsretningen plassert i en avstand fra den første dyse som ikke går ut over en slik verdi at forholdet mellom denne avstand og den indre diameter i den første dyse er ca. 1:4, idet dette forhold fortrinnsvis ligger i området fra ca. 1:8 til 1:22. Fortrinnsvis blir en ekstruderingsblanding av polyvinylklorid ført som en smelte ved 188-260°C gjennom ekstruderingskanalen i en konvensjonell skrueekstruder, under påvirkning av skruen, idet blandingen deles i to konsentriske strømmer som går til hver sin dyseåpning. Dysen holdes på

en temperatur som fortrinnsvis ligger nær smeltetemperaturen ved ekstruderkanalens utgang og under alle omstendigheter ikke ligger over nedbrytingstemperaturen til polyvinylkloridet.

De beste resultater oppnås dersom polymermaterialets temperatur holdes ved 19 3,3°C t 5,55°C med dyseleppene.

Etter utgangen fra den første dyseåpning blir den ytre slange ved hjelp av luft eller en annen egnet gass direkte bragt til formforbindelse med en omgivende, løpende form, idet luften eller gassen innføres gjennom en åpning mellom og fortrinnsvis konsentrisk i forhold til de strømløp som fører det smeltede polymermateriale til de tilsvarende dysemunninger. Etter utgangen fra den andre dysemunning utsettes den indre slange for et innvendig gasstrykk som motvirker den tendens gasstrykket mellom de to slanger har til å presse den indre slange innover. Den indre slange føres over på en formende og avkjøl-ende dor, hvis ytre overflate begynner ved en oppstrøms rettet spiss som har en liten avstand i ekstruderingsretningen fra den mindre dysemunning, idet denne spiss utvider seg til et sted hvor den får en diameter som i hovedsaken svarer til inne-diameteren i det rør som skal fremstilles. På denne måten vil plasseringen av den største diameteren for dorens ytre overflate bestemme det sted hvor forbindelsen mellom den indre slange og bølgedalene i den ytre slange begynner. Rommet mellom dette sted og den mindre dysemunning er så lite at polymermaterialet i de to slanger ennå vil ha en temperatur som mulig-gjør én god forbindelse når de to slanger får kontakt med hverandre. Selv om den aksiale avstand mellom den større dysemunning og det sted' hvor den indre slange først trykkes mot bølgedalen i den ytre slange, kan avhenge av rørdimensjonen, temperaturen i blåsegassen og sammensetningen av dens spesielle ekstruderte harpiks, så vil denne avstand fortrinnsvis ikke overstige diameteren til røret og kan, særlig når rør-diameteren er en større sådan, fordelaktig være mindre enn rørets radius. Det på denne måten fremstilte dobbeltvegg-rør vil i hovedsaken holde sin kontakt med den formende og avkjøl-ende dor helt til polymermaterialet i .hovedsaken er avkjølt til en fast tilstand. -

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til teg-ningene hvor

fig.1 viser et skjematisk sideriss av en ekstruderings-anordning med sprøyteform og vandrende form for

utførelse av fremgangsmåten,

fig.2 viser et snitt gjennom ekstruderingsdysen i

fig.1, i større målestokk,

fig.3 viser et snitt gjennom kjøledoren,

fig.3A viser et forstørret utsnitt fra fig.3, for bedre å vise ekstruderingen og formingen av

de to slanger,

fig.3B viser et delsnitt,med angivelse av noen dimensjoner,

fig.3C viser et delriss av en avstandsskive som mulig-gjør gassinnstrømningen i den indre slange, fig.3D viser et utsnitt av området hvor form- og

kjøledoren festes til sprøyteformen,

fig.4 viser et delriss av et dobbeltvegget rør, fremstilt med en innretning ifølge fig.1-3,

fig.5 viser et utsnitt av røret i fig. 4 i større målestokk, etter linjen 5-5 i fig.4, og

fig.6 viser et slipebilde, i hovedsaken etter linjen

5-5 i fig.4.

Fremgangsmåten skal forklares nærmere under henvisning til fig.1-3D. Polymeren som skal ekstruderes fremstilles som en tilstrømmende tørrblanding, fortrinnsvis i en høyeffekt-sentrifugalblander. Blandingen tilføres kontinuerlig til fylle-trakten i en konvensjonell skrueekstruder 1, som samvirker med en sprøyteform 2, en vandrende form 3 og en form- og kjøledor 4. Ekstruderen er på vanlig måte forsynt med elektrisk mot-standsoppvarming som sammen med ekstruderskruen gir den ønskede smeltetemperatur.

Som vist i fig.2 er dysen 2 bygget opp med et dyselegeme 5 med to strømningsavdelende torpedoer 6 og 7. Disse er i hovedsaken koniske, avsmalner i retning mot ekstrudersylinderens utløps-ende og bæres av en dobbelt deler 8. Sprøyteformen innbefatter videre en rørformet indre dor 9, en rørformet sylinder 10, som ligger rundt doren 9 og konsentrisk med denne, og en ytre sylinder 12, som omgir doren 11 konsentrisk. Doren 11 og sylinderen 12 har innbyrdes radiell avstand for dannelse av et første strømningsløp 13. Dette strømningsløp går fra den ytterste torpedo 7 og til den første, ringformede dyse 14. Doren 9 og sylinderen 10 har også innbyrdes radiell avstand slik at det dannes et andre strømningsløp 15, fra den indre torpedo 6 og til en andre, ringformet dyseåpning 16. Dysen 16 er mindre enn dysen 14 og er konsentrisk med denne. Dysen 16 har i ekstruderingsretningen en avstand X fra dysen 14, se fig.3B. Denne avstanden X kan være 0, og skal ikke overskride en verdi som medfører at forholdet mellom avstanden X og dysens 14 indre diameter blir ca. 1:4. Fortrinnsvis skal avstanden X ha en slik verdi at det nevnte forhold blir liggende i området fra 1:8 til 1:22.

Den ytre torpedo 7 og den ytre del av deleren 8 styrer en del av smeltestrømmen fra ekstrudersylinderen som en ringformet strøm gjennom løpet 13 og frem til dyseåpningen 14. Overflatene til torpedoen og delerens ytre del gir en jevn overgang fra ekstruderen og til begynnelsen av løpet 13. Løpet 13 har rette vegger med bare en svak kjegleform, slik at man unngår faren for begrenset skjæring eller valsing av polymermaterialet. Pysel.eppene, som danner åpningen 14, har sirkelsylindriske overflater som ligger på t<y>ers av dysens lengdeakse, konsentrisk med denne og i samme plan.•Plastmassen som går ut fra dysen 14 vil således foreligge i form av et sylindrisk rør.

De overflater som dannes av torpedoene og fordelerens indre del, bestemmer likeledes en jevn overgang fra ekstrudersylinderhalsen og til løpet 15. Selv om løpet 15 har. svak kjegleform så er det i hovedsaken rett frem til i nærheten av munningen. På dette sted utvider løpet 15 seg konisk. Dyseleppene i munningen 16

er fortsettelser av de koniske vegger i løpets 15 fremre ende, slik at den smeltede, ut fra dysen 16 gående plastmasse vil være rettet såvel utover som fremover.

Den indre dor 9 opptar et tilførselsrør 17 hvorigjennom kjøle-væske kan føres til form- og kjøledoren 4. Videre opptar doren et utløpsrør 18 som fører kjølevæsken fra doren 4. Videre opptar doren 9 også et innvendig varmebånd 19, for tilføring av varme til formen innenfra. Ytre varmebånd 20 er anordnet på den ytre formsylinder, på formlegemet og ved tilkoblingsflensen hvormed formen er festet til ekstrudersylinderen.

For dannelse av bølger i et ekstrudert plastrør kan den vandrende form være av vanlig type, fortrinnsvis med to sett av halv- former 21, idet disse parvist legges om det ekstruderte rør. Halvformsettene bæres av en endeløs bærer, slik at hvert halvformpar kan lukkes og i denne tilstand beveges i ekstruderingsretningen med en hastighet svarende til ekstruderingshastigheten. Slike vandrende former er eksempelvis beskrevet i US-PS 3 280 430.

Rommet mellom formsylinderen 10 og doren 11 danner et gassløp 22 hvorigjennom komprimert luft eller en annen egnet gass kan føres frem til en ringformet utløpsåpning 23. Denne åpning er mindre enn den første dyse 14 og er anordnet i en avstand innenfor denne, slik at åpningen altså ligger mellom dysene 14 og 16. Det indre tverrsnitt i den innerste formdor 9 er større enn nødvendig for opptak av tilførsel- og avløpsrør for kjølevæsken, slik at dorens 9 boring likeledes kan føre en komprimert gass,tilført gjennom ikke viste tilknytninger.

Form- og kjøledoren er, slik det er vist i fig.3, en i hovedsaken rørformet enhet, som har en yttervegg 30 og en med denne konsentrisk indre vegg 31. De to veggene er adskilt fra hverandre med en skrueformet mellomvegg 32 som er væsketett forbundet med veggene 30,31, slik at mellomveggen 32 danner en skrueformet kanal 33. Over størstedelen av sin lengde danner den ytre vegg 30 en sirkelsylindrisk ytre overflate. På venstre side i fig.3-3B har den ytre vegg 30 imidlertid en • del 30A som strekker seg kjeglestumpaktig innover med en liten vinkel og avsluttes med en endedel 30B. Denne endedel går glatt innover og går over i en flat tverrettet ringformet endedel 30C som har en liten avstand fra delen 30B, representert av det ringformede område 30D.

Doren 4 har en montasjeplate 35 og et sentralt rør 36. En side 37 av platen 35 er plan over hele sin sirkelformede flate. Platens 35 andre side har en ringformet ansats 38 som er konsentrisk med platens ytre sirkelformede omkretskant og har en innerdiameter beregnet for omgriping av den ene enden av røret 36, slik at denne rørende er forbundet fast med ansatsen. Endeveggdelens 30C indre omkrets griper om ansatsens 38

ytre omkrets og er fast forbundet med den. Som best vist i fig.3A har platens 35 ytre omkrets en diameter som er mindre enn diameteren i ekstruderingsåpningen 16. Platen 35 har en sentral aksial boring 39. Ved den andre enden,

som er motliggende platen 35, har den ytre vegg 30 en tverr-stående, ringformet innoverrettet endeflens 42 hvortil den tilsvarende ende av den indre vegg 31 er festet på en væsketett måte. På flensens 42 ytre overflate er en endedel 43 festet. Denne endedel 43 innbefatter :en plan tverrettet ringformet endevegg 44, en kjeglestumpformet ytre vegg 45, som er rettet innover i retning fra doren, og et plant tverrettet, ringformet endevegg 46. Endeveggen 46 har en sentral åpning hvorigjennom den tilsvarende endedel av røret 36 går, idet veggens 4 6 indre omkrets er væsketett forbundet med røret 36. Delen 43 er fast anbragt på flensen 42, eksempelvis ved hjelp av i omkretsretningen avstandsplasserte holdere 47.

En avstandsskive 50 dekker over montasjeplatens 35 side 37. Montasjeplaten og dermed doren 4 er ved hjelp av skruer 51,

se fig.3D, fast forbundet med begynnelsen av doren 9, idet skiven 50 er klemt mellom flatene 24 og 37. Som vist i fig.3 er skiven 50 ringformet og har en sirkelformet ytre overflate 52 og en sirkelformet indre overflate 53. Et antall rettvink-lede spor 54 går radielt i forhold til platen og åpner seg utad gjennom den ytre omkrets 52. Som best vist i fig.3A er sporenes 54 radielle lengde valgt slik at i den endelige tilstand vil sporenes indre ender ha en avstand fra dorspissens indre overflate 55. På denne måten kan luft eller en annen gass, som føres under trykk til boringen i den indre dor i formen 2, ikke bare gå inn i røret 36 i doren 4, men eventuelt også gjennom sporene 54 og til det ringformede rom 56 mellom spissen av formen og den tilhørende ende av doren 4, se fig.3A.

Et tilførselsrør 60 og et utløpsrør 61 går gjennom boringen

i doren 4, gjennom de sentrale åpninger i platen 35 og 50, gjennom røret 36 i doren 4 og til en fordeler 62 utenfor enden av røret 36, se fig.3. Røret 60 har forbindelse med en passasje 60 i fordeleren. Den andre enden av passasjen 64 er forbundet med et rør 65. Dette rør 65 går igjennom åpninger i veggene 46 og 44 og er bøyet utover og er avtettet mot en radiell åpning 66 i veggen 31. Derved tilveiebringes det en forbindelse mellom kanalen 33 og fordeleren 62. Røret 61 er tilknyttet en passasje 67 i fordeleren 62, idet passasjen 67 i sin andre ende står i forbindelse med et rør 68 som er beveget utover og inn-satt i en åpning 69 i veggen 31, slik at det her tilveiebringes en forbindelse med den skrueformede kanal 33 i nærheten av dysen. Rørene 60,61,65 og 68 er stive og selvbærende, og fordeleren 62 bæres fullt ut av disse rørene.

Som vist i fig.2 har fordeleren 8 i sprøyteformen 2 en sentral boring som opptar en ansats 9A tilhørende den indre sprøyte-romskjerne 9. Denne ansats er hul og har to radielle slisser, hvorav den ene er betegnet med 71. For hvert av rørene 6 0 og 61 har fordeleren en radiell boring 72, hvor et rør er inn-festet, hvilket rør har forbindelse med et av rørene 6 0; 61 . Således går et rør 73 gjennom en boring 72 og er forbundet med enden av røret 61 ved hjelp av en kupling 74, for derved å

kunne føre kjølevæske fra røret 61 og til et sted utenfor sprøyte-formen. Et andre ikke vist rør er på lignende måte forbundet med enden av røret 60, for føring av kjølevæske fra en ekstern kilde og til sprøyteformrøret 60. Et tredje,ikke vist rør, er forbundet med boringen i innsatsen 9A, for derved under trykk å kunne føre gass gjennom boringen i doren 9 og til sporene 54

og inn i det indre av.røret 36 i doren 4. Samtlige tre rør er væsketett anordnet i den tilhørende boring.

Da doren 4 er fast forbundet med dyseformen 2, og da doren

selv danner en fast enhet, holdes doren koaksialt med hensyn på sprøyteformens 2 lengdeakse. Ytterdiameteren til dorens ytre

vegg 30 er anordnet i en avstand relativt innerdiameteren til bølgedalene 76 i bølgene i formhalvdelene 21, hvilken avstand i hovedsaken er lik summen av veggtykkelsene til slangene 77 og 78 som ekstruderes ut gjennom dyseåpningene 14 og 16. Av fig.3 vil det gå frem at de indre rygger 76 i formhalvdelene, når formhalvdelene har lukket seg som vist i fig.1, ligger i et felles sirkelsylindrisk plan og at dette sylindriske plan ligger konsentrisk med og i en avstand utenfor den sirkelsylindriske del av den ytre overflaten til dorens ytre vegg. Under drift tilføres luft eller en annen gass under trykk gjennom dysene 23 og sporene 54 samtidig med ekstruderingen av det polymere materiale gjennom dysene 14 og 16. Så snart den ytre slange 77 går ut av dyseåpningen 14 vil gassen fra åpningen 23 raskt låse denne ytre slange inn i formhalvdelenes bølgeformede flater. Den indre slange 78 vil etter at den har gått ut av dyseåpningen 16 først få omkretssamvirke med den avrundede begynnelsesdel 30B av kjernens 40 ytre vegg 30 og vil så vandre videre langs den ytre dorveggs kjegleformede del 3OA.

Den trykkgass som går ut gjennom de radielle slisser, som dannes av sporene 54 i platen 50 og sidene 24 og 37, vil tilveiebringe et trykk i rommet 56 tilstrekkelig til å hindre en uønsket avbøying av slangen 78 under påvirkning av trykkgassen mellom slangene 77 og 78. Under den fortsatte ekstrudering av de to slanger vandrer slangen 78 over den stigende overflate-del 30A og frem til det sted hvor overflatedelen 30A går over i veggens 30 sirkelsylindriske ytre overflate. På dette sted har dorens 4 formende funksjon ført til at slangen 78 er bragt til et sted hvor den vil få direkte kontakt med en vegg-rygg 79 i den nå bølgede, ytre slange 77. Formhalvdelen 21 beveger seg langs doren med ekstruderingshastigheten, slik at altså bølgene 79 vandrer med samme hastighet.

Som vist i fig.3B er den indre dyseåpning 16 anordnet med en liten avstand X fra den ytre dyseåpning 14, regnet i ekstruderingsretningen. Denne avstand er i alle tilfeller mindre enn 64 mm og fortrinnsvis velges det slik at forholdet mellom avstanden X og innerdiameteren D i den ytre ekstruderingsdyse, hvilken indre diameter i hovedsaken svarer til rørets diameter, ligger innenfor et områdepå 1:4 til 1:22, idet verdiene for X velges slik at forholdet fortrinnsvis ligger i området mellom 1:8 til 1:22. Det sted hvor overflatedelen 30A går over i den sirkelsylindriske, i hovedsaken ytre overflate til dorens 4 vegg 30, har en avstand Z fra den ytre dyseåpning 14, regnet i ekstruderingsretningen. Av fig. 3 går det frem at det sted hvor den indre ekstruderte slange 78 treffer sammen med de indre bølgedaler 79 i den bølgede ytre slange, likeledes vil ha en avstand Z fra dyseåpningen 14. Fortrinnsvis er denne avstand Z ikke større enn strekningen D. Når det fremstilles rør med større diametere, holdes avstanden Z for-holdsvis mindre enn radien til det rør som fremstilles, det vil si mindre enn halvparten av D. Avstanden Z representerer derfor en grense for slangens 78 aksiale bevegelser før slangene 77 og 78 sammenføyes som følge av samvirket mellom form-og kjøledoren og den vandrende form, for tilveiebringelse av forbindelsen mellom den indre slange og de indre rygger i den ytre slange. Når temperaturen til smeiten og det ekstruderte materialet ved dyseleppene styres som beskrevet, vil de beskrevne størrelsesforhold sikre at temperaturene til slangene 77 og 78 tilnærmet er like og ligger på en verdi som bevirker en god forbindelse mellom de to slanger på det tids-punkt hvor den indre slange går i forbindelse med de indre bølger 79 i den ytre slange.

Så snart de to slanger er sammenføyet vil det resulterende dobbeltveggede rør P gå forover under påvirkning av de vandrende former 3. Røret går således langs hele den sylindriske overflate av dorens 4 vegg og kjøles under dette av en kjøle-væske som går i motstrøm gjennom den skrueformede kanal 33. Kjølingen av doren reduserer rørtemperaturen så meget at polymermaterialet i røret festnes helt, slik at røret blir selvbærende.

Da tilførselen av trykkgass til rommet 56 gjennom sporene 54 krever at gassen ikke skal kunne gå fritt inn i rørets P innerrom gjennom dorens rør 36 når røret trekkes av, er det som vist i fig,3A anordnet en avstrykertetning 81. Denne holdes av armer 82 hvis indre ender eksempelvis griper inn i diametralt motliggende åpninger 83 i rørets 36 utragende endedel. Avstrykertetningen 81 er sirkelformet og glir tettende langs rørets P indre overflate når røret går av doren.

For gjennomføring av fremgangsmåten med en innretning ifølge fig.1-3 tilveiebringes det en intensivt frittstrømmende tørr-blanding med følgende sammensetning:

Tørrblandingen føres kontinuerlig til ekstruderens fylletrakt. Ekstruderen kjøres slik at det holdes en smeltetemperatur på 18 2-216°C ved sylinderutgangen. Varmebåndene på formen holder formtemperaturen i nærheten av smeltetemperaturen og holder temperaturen til det ekstruderte materiale ved formleppene på 193,3 ? 5,56°C. Så snart ekstruderingen begynner tilføres gass under trykk gjennom løpet 22 og dysen 23, under et trykk på 5-11 psi (0,35-0,77 kg/cm 2), for derved å blåse den ytre ekstruderte slange mot de vandrende formhalvdeler 21 og inn i bølgerommene i disse. Samtidig tilføres luft under trykk gjennom den indre formdor 9. Trykket her ligger på 5-9 psi (0,35-0,63 kg/cm ), for derved å blåse opp den indre ekstruderte slange og motvirke gasstrykket mellom de to slanger,

slik at den indre ekstruderte slange kan gå over dorens 4 kjegleformede ende. Kjølevæsken tilføres gjennom ledningen 60 med en temperatur på vanligvis -7 til 16°C og med en strøm-ningshastighet på rundt 5 gal./min. (23 l/min.) ved et trykk på 80 psi (ca.5,6 kg/cm 2). Da avstanden X mellom de to dyseåpninger er liten, og smelte- og leppetemperaturene styres som angitt, vil de ekstruderte slanger, som går ut av de to åpninger, ha en temperatur som er egnet til å bevirke en innbyrdes termisk fusjon av de to slanger.

Begge slangers temperaturer holdes i et område hvor det oppnås god forbindelse, fordi hele blåsetrykkgassen føres gjennom den oppvarmede formstruktur og dermed holdes på en temperatur som er tilstrekkelig høy til at plasten ikke kjøler seg for meget, og fordi avstanden Z er meget liten. Da doren 4 og de vandrende former samvirker for å bringe slangene'sammen, oppnås det gode forbindelsesresultater. Plastsmelten, som fra ekstrudersylinderen går gjennom formanordningen, vil verken påkjennes på skjæring eller egenvalsing, og det faste dobbeltveggede polyvinylkloridrør, som ved kjølingen er nedkjølt over en hovedlengde av doren 4, vil ikke oppvise noen vesentlig sprøhet som følge av polymerdegradering.

Når den oppfinnelige tørrblanding ligger innenfor den generelle sammensetning som er gitt foran, og når prosesstemperaturene er stilt inn som nevnt, vil man med innretningen i fig.3 og 3B med de følgende dimensjoner kunne oppnå gode dobbeltveggede rør av polyvinylklorid.

Egnede polyvinylklorider for oppfinnelsen er homopolymere

med en molekularvekt med en K-verdi på 60-70, fortrinnsvis 62,5 - 67 (K-verdi etter Fikenscher). Polyvinylkloriden inneholder minst én slag-modifikator som fortrinnsvis er valgt fra en av de følgende grupper: Acrylpolymerer og -sampolymerer, acrylnitril-butadien-styrol-sampolymerer, polyalfametylsterol og klorerte polyetylener. Klorerte polyetylener er særlig fordelaktige og anvendes i en mengde på minst 1 vekt-%, beregnet på hele ansatsen. Fortrinnsvis tilsettes et glidemiddel av vokstypen og fortrinnsvis anvendes såvel parafinvoks som også mindre andeler av polyetylenvoks, samt kalsiumstearat som ekstra glidemiddel.

Eksempel 1.

Det ble anvendt en konvensjonell Krauss Maffei KMD 125 dobbelt-skrueekstruder for fremstilling av ca. 12.000 fot (4000 m) dobbeltveggrør med dimensjon 8 tommer (20,3 cm) og med et lengdesnitt som vist i fig.5. Ekstruderen var forsynt med en sprøytedyse, en bølgeform, en oppblåseinnretning og en form-og kjøledor, som beskrevet i forbindelse med fig.1 - 3D, samt med konvensjonelle innretninger for kontinuerlig bestem-melse av sylindertemperaturen, formtemperaturen, smeltetemperaturen, kjøletemperaturen og hodetrykket. Satsen ble for-beredt i en høyeffekt-blander som en jevn og frittstrømmende tørrblanding med følgende sammensetning:

Polyvinylkloridet var en homopolymer med en midlere molekularvekt, av en type som markedsføres under betegnelsen 225PG Tenneco Polymers, Inc., Houston, Texas, USA. Dette materiale har en relativ viskositet (1 vekt-% i zyklohexan ved 25°C)

på 2,20, en indre viskositet på 0,91 (0,2 g/100 ml zykloheksanon) og en K-verdi (etter Fikenscher) på 66,5 (0,5 g/

100 ml zykloheksanon). Tilsetningsmiddelet var en acrylpolymer som leveres av Rohm&Haas Co., Philadelphia, Pennsylvania, USA, under betegnelsen KM-9801.

Den ytre dyseåpning 14 hadde en radiell bredde på 1,62 mm og en indre diameter på 18,28 cm. Den indre dyseåpning 16 hadde en radiell bredde på 0,73 mm og en innerdiameter på 17,67 cm. Den aksiale avstand X ifølge fig.3B mellom de to dyseåpningene var 1,97 cm, slik at forholdet mellom X og innerdiameteren i åpningen 16 var 1:8,9. Ekstruderens drivmotor ble drevet med 2000 omdreininger, hvilket gir en skruehastighet på 18 omdreininger pr. minutt. Hodetrykket begynte med 4900 psi (327,6 kg/cm 2 ) og ble holdt under 4,900 psi (343 kg/cm 2) under driften. Sylindertemperaturen var som følger:

Formlegemetemperaturene, herunder ansatsflensens, ble holdt

på minst 204°C.

Smeltetemperaturen ble holdt mellom 192°C og 193°C og temperaturen i det ekstruderte materialet ved dyseleppene var konstant i området 193,3 ? 5,56°C. Ekstruderingshastigheten ble holdt på 1040 pund/time (450 kg/time). Lufttrykket gjennom løpet 22 og i munningen 23 var 6,6 - 8,1 psi (0,46 - 0,57 kg/ cm 2). Temperaturen til doren ved enden av avstanden Z var 7 - 15°C.

Det ferdige rør hadde et tverrsnitt som vist i fig.5, med en indre veggtykkelse på 1,02 mm, en ytre veggtykkelse på 0,8 mm og en radiell avstand mellom innerflaten i innerveggen og ytterflaten i ytterveggen på 9,15 mm. I slagtestforsøk ifølge US-standard STM D 2444-80 med et dreiemoment på 160 fot pund (22 mkp) oppnådde 14 av 20 prøver et dreiemoment på 80 fot punt (11 mkp) med en 20 pund (9,06 kg) vekt av typen B TUP. Ved testingen av eksterne belastningsegenskaper ved hjelp av US-test standard ASTM D 2412-77 ble det oppnådd en minimal rørstivhet på 50 psi (3,5 kg/cm 2) med 5% (0,4 tommer) avbøy-ning. I tester ifølge US-standard ASTM D 2412-77 ble prøver avbøyet 60% av den nominelle diameter. 3,8 m testprøver ble understøttet i endene og bragt til en temperatur på 58°C.

Det ble maksimalt observert en varmebøyning på 13,3 mm, idet samtlige prøver gitt tilbake til originalstrekningen ved av-kjøling til utgangstemperaturen.

Fig.6 viser et elektronmikroskopisk bilde i en forstørrelse på 20, av et snitt i rett vinkel på en av bølgene i den ytre slange. Selv om man klart kan se skjærevirkningen,

så vil man også bemerke at man ikke kan se noen grenselinje mellom den indre vegg og den ytre vegg, det vil si der hvor bølgedalene er forbundet med den indre slange.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et dobbeltvegget plastrør ved kontinuerlig ekstrudering av en indre og en ytre slange, idet den ytre slange i den termiske smeltetilstand blåses mot en omgivende ringformet og i tverretningen bølget formoverflate, som vandrer med i ekstruderingsretningen, idet videre den indre slange ekspanderes mot de indre bølgerygger i den ytre slange, for derved å forbinde den indre slange med de indre bølgerygger i den ytre slange, hvoretter det på denne måten oppnådde dobbeltveggede rør av-kjøles til fast tilstand, karakterisert ved at det benyttes en avlang formstruktur med en ytre dyseåpning med en større diameter, en indre dyseåpning med en mindre diameter, en ytre rørformet strømningsvei, som fører til den ytre dyseåpning og en indre rørformet strømningsvei, som fører til den indre dyseåpning, hvilken indre dyseåpning er konsentrisk i forhold til den ytre dyseåpning og i ekstruderingsretningen har en avstand (X) fra den ytre dyseåpning i området mellom 0 og en verdi ikke over 460 mm, at det polymermaterialet som ekstruderes føres samtidig gjennom de indre og ytre rørformede strømningsveier som en plastsmelte med en øket temperatur under nedbrytingstemperaturen til polymermaterialet og ekstruderes gjennom de tilsvarende dyseåpninger i form av konsentriske ytre og indre slanger, at det benyttes en vandrende formanordning av den type hvor hver enkelt av bølgeformene etter hverandre vil befinne seg på et sted hvor formhulrommet omgir dyseåpningene og så beveger seg vekk fra disse i ekstruderingsretningen med en hastighet som i hovedsaken er lik ekstruderingshastigheten under ekstruderingen, at det benyttes en avlang form- og kjøledor, som er koaksial med dyseanordningen, idet denne form- og kjøledor har en ytre overflate med i tverretningen lukket tverrsnitt, hvilken ytre overflate i ekstruderingsretningen begynner ved en spiss som ligger i en liten avstand, regnet i ekstruderingsretningen, fra den mindre dyseåpning og utvider seg jevnt frem mot et sted med en større tverrdiameter, hvilken større tverrdiameter i hovedsaken er lik den indre diameteren i den slange som skal fremstilles, idet dorens ytre overflate i hovedsaken går parallelt med formaksen, at det under ekstruderingen ledes gass under trykk gjennom et første løp i formanordningen og inn i rommet mellom den ytre ekstruderte slange og den indre ekstruderte slange, hvorved den ytre ekstruderte slange blåses opp for utfylling av formene i den vandrende formanordning, at samtidig gass under trykk føres inn gjennom et andre løp i formanordningen og inn i rommet inne i den indre ekstruderte slange, på et sted mellom formen og den tilslut-tende form- og kjøledors spiss, hvorved det på dette sted innenfor den indre slange oppstår et gasstrykk som motvirker gasstrykket mellom de to ekstruderte slanger og hindrer en innoverrettet deformering av den indre slange, idet den fortsatte ekstrudering av den indre slange skjer kontinuerlig rundt form- og kjøledoren, idet form- og kjøledoren holder den indre slange mot de indre bølgerygger i den ytre slange, hvorved den indre slange bindes sammen med de indre bølgerygger i den ytre slange, idet den fortsatte bevegelse av den indre slange langs form-og kjøledoren bevirker en kjøling av den indre slange til fast tilstand, slik at det gjenblivende gasstrykk i de rom som dannes av bølgene i den ytre slange, ikke kan deformere den indre slange innover når det ferdige dobbeltveggrør for-later dorens ende, og ved at det sted hvor form- og kjøledor-en har sin største tverrutstrekning, ligger i en avstand (Z) fra den mindre dyseåpning, regnet i ekstruderingsretningen, hvilken avstand (Z) er mindre enn diameteren til det rør som formes og er så liten at temperaturen i polymermaterialet i såvel indre som ytre slange på dette sted med den større tverrutstrekning i det minste er lik polymermaterialets for-bindelsestemperatur.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det ekstruderende polymermateriale i hovedsaken som harpiks inneholder polyvinylklorid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at smeiten inneholder minst 85 vekt-% polyvinylklorid og minst én slag modifikator, som velges fra gruppen klorerte polyetylener, acrylpolymerer og sampolymerer, acrylnitril-butadien-styrolsampolymerer og polyalfametyl-styrol.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at slag-modifikatoren er klorert polyetylen og utgjør i det minste 1% av satsvekten.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at smeiten videre innbefatter minst 0,1 i vekt-% av i det minste en voks som glidemiddel.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at plastsmelten holdes på 188-216°C.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at temperaturen i det ekstruderte materialet ved dyseleppene holdes på 193,3 <*> 5,56°C.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at plastsmelten holdes på 192-193°C.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den indre dyseåpning har en avstand regnet i ekstruderingsretningen fra den større dyseåpning, idet forholdet mellom denne avstand og innerdiameteren i den større dyseåpning ligger i området fra ca.1:8 - ca.1:22.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den under trykk gjennom et første og andre løp tilført gass oppvarmes i sprøyteformen.

11. Innretning for fremstilling av et dobbeltvegget plastrør, hvilket plastrør fremstilles ved en kontinuerlig ekstrudering av en indre og en ytre slange, idet den ytre slange i en termisk smeltetilstand blåses mot en omgivende, ringformet og i tverretningen bølget formoverflate som vandrer i ekstruderingsretningen, og idet videre den indre slange ekspanderes mot de indre bølgerygger i den ytre slange, for derved å forbinde den indre slange med de indre bølgerygger i den ytre slange, og det således tilveiebragt dobbeltveggede rør avkjøles til fast tilstand, karakterisert ved at det er anordnet en avlang formstruktur som innbefatter en ytre formdyse (14) med større diameter, en indre formdyse (16) med mindre diameter, en ytre rørformet strøm-ningsvei (13), som går til den ytre formdyse, og en indre rørformet strømningsvei (15), som går til den indre dyseform, idet den indre formdyse (16) ligger konsentrisk med den ytre formdyse (14) og i ekstruderingsretningen ligger en avstand (X) fra den ytre formdyse (14), idet avstanden (X) har en verdi mellom 0 og ikke over 64 mm, at ekstruderingsmidler er slik utformet og anordnet at det ekstruderende polymermaterialet beveges som plastsmelte gjennom de ytre og indre strømningsveier, for konsentrisk ekstrudering av en ytre og en indre slange (77,78) ut gjennom de tilsvarende dyseåpninger, at det er anordnet en avlang form- og kjøledor (4) i formanordningen, hvilken for strekker seg i ekstruderingsretningen og har en ytre overflate (30) med lukket tverrsnitt koaksialt med lengdeaksen til formanordningen, hvilken overflate begynner med den fremre spiss som har en liten avstand i ekstruderingsretningen fra den mindre formdyse (16) og i diagonalretningen er mindre enn den mindre dyseåpning, idet denne spiss utvider seg jevnt utover til et punkt med en større diameter, hvilken større diameter i hovedsaken er lik innerdiameteren til det rør som skal fremstilles, og i idet planet til den ytre doroverflate (30) i hovedsaken ligger parallelt med formanordningens lengdeakse, at et første løp (23), som går i lengderetningen gjennom formstrukturen, tjener til gjennomføring av gass under trykk fra en ekstern kilde og til formanordningen, idet løpet går i rommet mellom den ytre og indre ekstruderte slange, for derved å muliggjøre en oppblåsing av den ytre ekstruderte slange (77) for innpassing i formene (21) i den vandrende formanordning, at det forefinnes et andre løp, som strekker seg i lengderetningen gjennom formanordningen, for føring av gas under trykk fra en ekstern kilde og til formanordningen, hvilket løp befinner seg i rommet mellom den indre ekstruderte slange (78) ved et sted mellom formanordningen og be-gynnelsesspissen til form- og kjøledoren, slik at det på dette sted inne i den indre slange tilveiebringes et gasstrykk som motvirker gasstrykket mellom de to ekstruderte slanger og hindrer en uønsket deformering innover av den indre slange, og ved at stedet med den større tverrdiameter på form- og kjøledoren ligger i en avstand (Z) i ekstruderingsretningen fra den mindre dyseåpning, hvilken avstand (Z) er mindre enn diameteren til det rør som skal fremstilles.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at de indre og ytre strømningsveier (13,15) er konsentriske og at det første løp (23) ligger rørformet mellom og konsentrisk med de ytre og indre strømningsveier.

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at den indre strømningsveis indre vegg dannes av en indre formet dor som har en aksial boring som danner et andre gjennomløp.

14. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at formstrukturen innbefatter en tverrettet ringformet endeflate (24), at form- og kjøledoren har en mon-tas jeplate (35) med en ytteromkrets som er mindre enn den indre dyseåpning, idet montasjeplaten til doren er festet til formanordningens ringformede endeside.

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at den indre vegg i den indre strømningsvei dannes av en indre dor som har en aksial boring som danner et andre gjennomløp, at monteringsplaten (35) til doren (4) har en sentral åpning og videre innbefatter et aksialt forløp-ende, sentralt rør som danner en strømningsvei gjennom doren og står i forbindelse med åpningen i montasjeplaten, idet det er anordnet ytterligere midler som bæres av doren og er slik utformet og anordnet at det dannes en tetning (81) over det indre av det fremstilte rør når røret trekkes fra doren, slik at den under trykk gjennom boringen i den indre dor til-førte gass holdes igjen og kan føres ut og inn i rommet mellom formanordningen og ved begynnelsen av doren.

16. Anordning ifølge krav 15, karakterisert ved at det mellom dorens montasjeplate (35) og formanordningens endeside er anordnet åpninger (54) for led-ning av gass under trykk fra boringen i den indre formdor, og at dette rom ligger mellom formstrukturen og begynnelsen av doren.

17. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at form- og kjøledoren har en ytre vegg (30) som danner dorens ytre overflate, som omgis av den indre ekstruderte slange, at det er anordnet en andre vegg (31) konsentrisk med og i avstand fra den ytre vegg, at det mellom den ytre vegg og den andre vegg forefinnes en spiralformet skillevegg (32) for dannelse av en spiralformet kanal, at et kjølevæsketilførselsrør (60) og et kjølevæskeutløpsrør (61) er anordnet med kjølevæskeløpene i formanordningen og strekker seg gjennom doren, at kjølevæsketilførselsledningen er forbundet med den ende av den spiralformede kanal som befinner seg i avstand fra formanordningen, mens kjølevæskeut-løpsledningen er forbundet med den motliggende enden av den spiralformede kanal.