SE440042B - Forfarande och anordning for kontinuerlig framstellning av produkter av tverbundet hogdensitetpolyeten - Google Patents

Description

10 40 7802137-5 2 Mellan formningssteget, under vilket det plastiska materialet har en viskositet, som medger dess formning i enlighet med konventionella förfaranden, och tvärbindningssteget, föreligger ett temperaturintervall, som är tillräckligt för att säkerställa att båda operationerna är väl åtskilda från varandra och att risken för ett för tidigt sönderfall av peroxiden undvikes.

Så är icke fallet vid tvärbindning av HD-polyeten, eftersom detta material endast uppnår en tillräckligt låg viskositet för sin formning genom strängsprutning eller formsprutning vid en temperatur mellan 170 och 22000, beroende på molekylvikten för HD-polyetenen, dvs. vid en temperatur, som är högre än den temperatur, som förefinns vid början av peroxidens sönderfall (ungefär 140°C för de minst aktiva peroxiderna), så att tillämpningen på tvärbunden polyeten av HD-typ av de förfaranden, som används för framställning av föremål av LD-polyeten eller eten-propenelast skulle i den blandning, som utsättes för formningsoperationen, medföra en tvärbindningsreaktion, som skulle vara oönskvärd beroende på det faktum, att, i synnerhet i fall av en sprutmaskin eller en extruder, materialet därvid skulle utsättas för en skjuvning, som förhindrar den riktiga utvecklingen av tvärbindningen och resulterar i en slutprodukt av mycket dålig kvalitet.

Det har redan föreslagits att eliminera denna skjuvning genom användning av ett upphettat formnings- och tvärbindningsmunstycke, i vilket blandningen komprimeras och hindras förflytta sig i verktyget under inverkan av ett tryck, som åstadkommes medelst ett mothåll, men därvid är det nödvändigt i syfte att undvika skadliga deformationer i materialet att på ytorna av munstycket, som materialet kommer i beröring med, åstadkomma en beläggning av ett icke-vidhäftande material, såsom polytetrafluoreten.

I själva verket har en god kvalitet för produkterna observerats i detta fall, men detta förfarande medger icke en huvudsakligen kontinuerlig tillverkning, eftersom det visar sig, att efter en relativt kort tidsperiod av materialets passage, åstadkommes i munstyckets tvärbindningszon en avlagring, som har en negativ effekt på produktens kvalitet. Denna avlagring består av partiklar av tvärbunden polyeten, som vidhäftar väggen och beror på de radikaler, som frigöres under reaktionen, vilka är tillräckligt aktiva för att aktivera ytan av det icke-vidhäftande materialet och resulterar i en vidhäftning.

Man har även försökt att använda en stor mängd smörjmedel genom att detta införes i munstycket uppströms tvärbindningszonen, men denna metod, bortsett från svårigheter, som uppträder vid genomförande av metoden beroende på det instabila flödet av fluidet i munstycket, medger icke avlägsnande av avlagringen i tvärbindningszonen.

Ett ändamål med uppfinningen är att för lösande av detta problem åstadkomma ett förfarande för kontinuerlig framställning av långa produkter av tvärbundet högdensitetspolyeten med en hög molekylvikt överstigande 200000, med utgångspunkt från en huvudsakligen pulverformig blandning innehållande polyeten och ett tvärbindningsmedel, varefter blandningen komprimeras och framflyttas under utövande av 40 7802137-5 3 ett tryck riktat i riktningen för den önskade framflyttningen; att den pulverformiga blandningen sintras och formas under utsättning för en temperatur som är lägre än den temperatur vid vilken nedbrytningen av tvärbindningsmedlet blir märkbar, varefter det formade materialet tvärbindes genom att utsätta det för en temperatur vid vilken nedbrytningen av tvärbindningsmedlet sker, varvid för att erhålla tvärbindningen materialet nedsänkes i ett smält salt eller en blandning av smälta salter, vars temperatur är över 20000.

Bortsett från det faktum, att förfarandet enligt uppfinningen ger ett försteg för att i förväg forma den pulverformiga blandningen, vilket medför ett direkt, mycket fördelaktigt tillträde in i munstycket, säkerställas att formningssteget, genom sintring, är helt åtskilt från tvärbindningssteget. Uttrycket "sintring" omfattar komprimering och sammansmältning av partiklarna för erhållande av en kompakt produkt.

Vad beträffar användningen av ett bad av smält salt för att åstadkomma tvärbindningsreaktionen, är denna reaktion fördelaktig eftersom produkten i gelat tillstånd kan följa en fri bana i tvärbindningszonen, eftersom värmeändringen säkerställas medelst vätskan i badet, och vidare behöver icke produkten glida i beröring med väggarna och för att medge produktens förflyttning mot utloppet är det tillräckligt att anordna en enkel mekanisk styranordníng, vilken, i fall av ett rör, kan åstadkommas genom en linjär beröring med ytorna av ringar, som uppbäres av behållaren innehållande badet och dessutom fördelaktigt utnyttjar en smörjande effekt i vätskan. Emellertid kan det vara fördelaktigt för att kalibrera produkten att i det inre av badet åstadkomma ett formningsorgan, vars effektiva sektion kan vara konstant eller variabel. Om ett rör används kan dess inre diameter, som minskar inom området för nämnda organ, bibehållas inom de erforderliga toleranserna genom inverkan av en inert gas, såsom kvävgas som införas i röret.

Vid tillämpningen av förfarandet på produkter av HD-polyeten medger frånvaron av eventuell skjuvning under tvärbindningen erhållandet av optimala egenskaper. Töjningen vid brott för provstycken, som underkastats dragprovning är mellan 400 och 500 %.

Detta resultat är oberoende av den tid, som förrunnit alltsedan anordningen tagits i bruk för tillverkning av produkterna beroende på det faktum, att i tvärbindningszonen har icke någon beläggning bildats, vars effekt skulle försämra produkternas kvalitet.

Det är följaktligen möjligt att åstadkomma en kontinuerlig tillverkning i industriell skala, eftersom det icke längre föreligger något behov att ofta utbyta delar, som försämrats medelst en ytbeläggning, vilket är en nackdel hos kända förfaranden.

Det föreslagna förfarandet kan användas för framställning av rör och sektioner och för framställning av muffar på kablar eller metallarmeringar.

I enlighet med ett annat drag hos förfarandet enligt uppfinningen kan ivärbindningen av det formade materialet föregås av en dragning vid en Iempera- lur i närheten av formningstcmperaturen. Uttrycket dragning avser icke endast en utsträckning eller töjning i längdriktningen utan även varje formning genom 40 7802137-5 4 longitudinell och radiell expansion, som uppnås i synnerhet under inverkan av en stamp eller under inverkan av ett fluidum under tryck, vilken operation kan genomföras inuti en form eller utan användning av någon form.

På detta sätt är det möjligt att i en och samma anordning framställa rör av olika Kdiametrar med konstant utmatningshastighet oavsett diametern, ringar eller sektioner, etc. Det är även möjligt att framställa kroppsdelar, behållare, förpackningar, korrugerade eller värmeformade plåtar.

Anordningen för genomförande av förfarandet omfattar, uppströms om ett sintringsmunstycke, en anordning för att längs munstyckets axel utöva ett tryck på en tvärbindbar, pulverformig blandning för att i förväg forma nämnda blandning genom komprimering och bringa denna att förflytta sig genom munstycket, och, nedströms munstycket, en behållare för upptagande av ett bad av smält salt eller en blandning av smälta salter med en temperatur överstigande ZÛÛOC för tvärbindning av den sintrade produkten, som lämnar munstycket.

Anordningen enligt uppfinningen kan dessutom omfatta, mellan utloppet för munstycket och behållaren, en anordning för dragning av det formade materialet.

Ytterligare drag hos föreliggande uppfinning kommer att bli uppenbara utgående från följande beskrivning under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1A och 1B tillsammans visar en anordning för framställning av rör av tvärbunden HD-polyeten, fig. 3 är en axialvy av en modífikation av formnings- och dimensioneringsanordningen, som används i anordningen enligt fig. 1B, fig. 3 är en sektionsvy tagen längs linjen 3-3 i fig. 2, fig. 4 är en axiell sektionsvy av en annan utföringsform av formnings- och dimensioneringsanordningen i anordningen enligt fig. 18, fig. 5 är en axiell sektionsvy av en modifierad form av utloppsänden av badet av smält salt enligt fig. 1B som används för tvärbindningen av materialet i rören, fig. 6 är en schematisk vy av en anordning omfattande draganordningar, och fig. 7 är en longitudinell sektionsvy av dragnings- och tvärbindningsanordningen, som används i anordningen enligt fig. 6.

Den i fig. 1A och 1B visade anordningen omfattar en vertikal del A, i vilken en pulverformig blandning innehållande polyeten och ett tvärbindningsmedel, som är fördelat på ett homogent sätt, formas som ett rör och sintras, och en horisontell del B, i vilken tvärbindningen av materialet genomföras.

Delen A, som har en vertikal axel X-X, omfattar en horisontell ram 1, som är uppburen av ståndare 2 och verkar som ett stöd för ett munstycke 4, som uppvisar en axel X-X och en basplatta 5, mot vilken en ansats 6a av skruvgängade förankrings- stänger 6 är inspänd med hjälp av muttrar 7 så att basplattan är fixerad till ramen.

Munstycket 4 omfattar, parallellt med sin axel, en cylindrisk kropp 8, i vilken ett hål 9 i munstycket 4 är utbildat, vilket hål är koaxiellt med ett centralt hål 3 i ramen 1 och kan upphetts medelst cirkulation av olja vid Ba. Det övre ändpartiet 40 7802137-5 av munstycket 4 har en fiäns 10, genom vi1ken förankringsstängerna o sträcker sig och vars övre yta vi1ar mot en matartratt 11, som kan ky1as mede1st cirku1ation av vatten vid 12 och vars bottenöppning har en diameter, som motsvarar diametern för háiet 9. Me11an matartratten 11 och f1änsen 10 är en meta11ring 11a anordnad, som vare sig ky1es e11er upphettas och vars beröringsytor är skárade för att minska värmeöverföringen.

Mot basp1attan 5 i munstycket 4 och på insidan av ramens 1 hâ1 3 är ett munstyckshuvud 13 vertikait anordnat, som är koaxie11t med munstyckshuvudet 4 och hå11es i 1äge mede1st en undre bärp1ât 14, som är fäst vid stängerna 6.

Denna p1ât är försedd med en öppning 15, vars diameter är något större än diametern för hâ1et i munstycket e11er munstyckshuvudet 13. Anordningen bi1dar så1edes från bottnen av matartratten 11 ti11 öppningen 15 i bärp1äten 14, en rät1injig cy1ind- risk iedning e11er passage. Munstyckshuvudet 13 är även försett med ringformiga upp- hettningse1ement, som exempe1vis omfattar yttre e1ektriska motståndse1ement 17.

Ramen 1 uppbär utanför munstyckshuvudet 4 två cy1indrar 18, 19 innehå11and< koivar 20, 21 på de vertika1a stängerna 22, 23, på vi1ka är fäst en horisonte11 p1åt 24 mede1st muttrar 25, 26. Porten 24 är g1idbar pâ stängerna 6 och har vid sitt cent- ra1a parti en öppning 27, som sträcker sig vertika1t nedåt i ett nav 28, som är ut- fört i ett stycke med p1âten 24 och bi1dar en ko1v, som ky1es i närheten av plåten 24 mede1st cirku1ation 2a av vatten 9 och samverkan med det cyiinderparti, som biidas av öppningen i ringen 11a och av den övre de1en av väggen i hä1et 9 i munstyckshuvudet 4.

Förankringsstängerna 6 uppbär vid sitt övre ändoarti, över piåten 24, en piát 30, som uppbär en cy1inder 31 innehä11ande en ko1v 32 som är utförd i ett stycke med en dorn e11er en vertika1 ko1v 33, som är anordnad i g1idande beröring i öppningen 27 ti11 ko1ven 28 och styres av plåten 30 och en horisonte11 p1åt 34, som är utförd i ett stycke med dornen och är g1idbar på stängerna 6.

Dornen 33 sträcker sig pá insidan av munstyckshuvudet 4 och munstycks- huvudet 13, varvid siutpunkten för förf1yttningen uppåt av dess undre ände befinner sig huvudsak1igen vid nivån för den undre änden av munstyckshuvudet 13. Dornen har även ett upphettningse1ement 35, som kan omfatta e1ektriska upphettningse1ement e11er en anordning för cirku1ation av oija.

Ti11 anordningen är kopp1ad en behå11are 37, som är ans1uten ti11 tratten 11 mede1st en ränna 38, som måste säkerstä11a en homogen förde1ning av puivret i gapet me11an dornen 33 och munstyckshuvudet 4. Ky11edningen 12 ti11 tratten medger att po1yetenen, oavsett hur iänge denna uppehâ11er sig i tratten, icke kan uppnå en temperatur, vid vi1ken den sku11e b1i vidhäftande under inverkan av en begynnande sammansmä1tning.

Den ky1da zonen är i sjä1va verket en förformningszon, vars höjd är av storieksordningen den dubbia diametern för dornen 33 och i vi1ken biandningen måste l0 7802137-5 _ 6 förbli i pulverform så att den kan formas till ett rör under inverkan av den kompri- mering, som âstadkommes medelst kolven 28 i den rörformiga delen 36, som bildas över munstyckshuvudet 4 och eventuellt i inloppet till det senare.

Vid början av en cykel befinner sig kolven 28 och dornen 33 i sina övre lägen. Inget tryck utövas på kolven 32 i cylindern 3l. Kolven 28 bringas att förflytta sig nedåt och genom den i tratten ll anordnade pulverformiga blandningen, där den hålles vid omgivande temperatur medelst kylledningen l2. Vid fortsatt förflyttning nedåt komprimerar kolven 28 blandningen i den rörformiga delen 36. Det tryck, som er- fordras för denna komprimering, är av storleksordningen lO00 Bar. Blandningen formas följaktligen och göres samtidigt mera kompakt. Den drives därefter in i munstycks- huvudet. Kolven 33 undergår samtidigt en nedåtrörelse under inverkan av drivningen av materialet, som därefter i munstyckshuvudet 4 utsättes för en temperaturhöjning, som ástadkommes medelst upphettningselementet 8 i munstyckshuvudet 4 och upphett- ningselementet 35 i dornen 33. Temperaturen inställes på det värde, som åstadkommer sammansmältning av materialet men förblir lägre än den temperatur, vid vilken sönder- fall av tvärbindningsmedlet blir väsentligt. Denna temperatur uppgår exempelvis till mellan l50°C och l80°C. Då kolven 28 uppnår den undre delen av sin förflyttning mins- kas det tryck,som verkar på kolvarna 20, 2l i cylindrarna l8, l9 och medan kolven 28 hålles i det undre läget höjes dornen 33 med hjälp av kolven 32. Då dornen uppnått sitt övre läge förflyttas i sin tur kolven 28 uppåt och en ny cykel påbörjas.

Munstyckshuvudet 4 utgör således en sintringszon, från vilken materialet tvingas, beroende på den nedåtriktade rörelsen hos kolven 28 längs dornen 33, in i munstyckshuvudet 13, där temperaturen hâlles på samma nivå som förut och från vilket materialet utträder i form av ett ämne. Vid utloppet av munstyckshuvudet l3 tvingas ämnet på grund av den nedåtgående rörelsen hos kolven 28 in i en muff l5a, exempelvis i form av en bälg, där temperaturen hâlles huvudsakligen vid samma nivå som förut, eller, bringas till ett högre värde, och som utgör en övergângszon, där ämnet, som kan förflytta sig fritt med avseende pâ muffens l5a vägg, kan undergâ rörelser i längdriktningen och absorberar dess plötsliga förskjutningar, under beaktande av den kontinuerliga dragrörelse, som utövas därpå på nedströmssidan mot delen B, som utgör en tvärbindningszon.

Delen B omfattar huvudsakligen ett slutet, horisontellt, företrädesvis cylindriskt kärl 4l, som är uppdelat longitudinellt i kamrar medelst tvâ vertikala skiljeväggar 42, 43 och som innehåller ett bad 44 av smält salt och upphettas exempel- vis med hjälp av elektriska motståndselement 46 till en temperatur, som medger tvär- bindningen, dvs. till en högre temperatur än 20000. I uppströmskammaren 47 är en rör- formig förbindning 48 anordnad, vars övre ände är bred och fäst vid behållaren 4l medan dess andra ände, vars inre diameter är mindre, motsvarar yttersektionen av de rör, som skall tvärbindas, och är fäst vid inloppsänden till en formnings- och dimen- sioneringsanordning 49, som uppbäres av behállarens 4l vägg medelst organ 51. Det 40 i 7802137-5 sintrade röret är med passning infört i inloppsänden av förbindningen 48, vars sek- tion avsmalnar och inträder, efter en riktningsändring av 900, i ett cylindriskt häl 52, utbildat i formnings~ och dimensioneringsanordningen 49, vilket säkerställer en formning av profilen och ett likformigt yttillstànd för röret, som samtidigt under- gär en tvärbindning åtminstone vid dess periferiella ytparti.

Röret förflyttar sig därefter genom de övriga båda kamrarna 53, 54, i vilka tvärbindningen slutföres och där röret styres medelst ringar 56, som är utförda i ett stycke med behâllarens vägg medelst bärorgan 57 och vars inre öppning 55 har en spetsig form, vilket medför en glidande beröring av linjär typ med röret.

Det tvärbundna röret utträder från behållarens ändvägg 58 genom att detta bringas att passera genom en därtill förbunden ring 59, som befinner sig i tätad beröring därmed.

För att även bidra till en kalibrering av det i badet 44 nedförda röret föreligger uttrycket av en gas, som hålles under tryck i hålet i röret och tillföres medelst en ledning 61 via en axiell ledning 62 anordnad i dornen 33. Den använda gasen är företrädesvis kvävgas.

Det smälta saltet i badet 44 utgöres med fördel av en eutektisk blandning av mineralsalter, exempelvis nitrater och nitrider, och den eutektiska blandningen har exempelvis följande sammansättning: 53 viktsdelar KN03 40 viktsdelar NaN02 7 viktsdelar NaN03 Uppdelningen av behållaren 41 medger att olika temperaturer kan upprätt- hållas i de olika kamrarna. Temperaturen är normalt högre, exempelvis mellan 25000 och 300°C, i kammaren 47 upptagande formnings- och dimensioneringsanordningen 49 för att erhålla en snabb transformation eller formning av materialet i rörets periferiella omrâde. Temperaturen kommer att vara lägre i de andra kamrarna 53, 54, exempelvis högst lika med 25006 för att undvika risk för en värmenedbrytning av produkten.

För behandlingen av ett rör med en tjocklek av 3 mm, kan behâllarens 41 längd vara ungefär 2 m, varvid förflyttningshastigheten för röret i detta fall uppgår till 150 m/h.

Hänvisningsbeteckningen 63 avser en anordning, som visas schematiskt och som delvis består av två förflyttbara spår i beröring med det tvärbundna röret för utövande av en kontinuerlig dragkraft på det senare.

Ytterligare en formnings- och dimensioneringsanordning kan anordnas över draganordningen 63 eller mellan denna och behållaren 41.

Tillfredsställande prövningar har utförts genom att som termoplastmaterial använda en HD-polyeten med en molekylvikt mellan 300.000 och 500.000, exempelvis en polyeten, som saluföres av Philips och som är kommersiellt tillgänglig under varumärket "Manolene 56 020" med en densitet av 0,956 och ett viskositetsindex upp- gående till 2 under en belastning av 20 kg/cmz. vaoziai-5 I blandningen har införlivats tillsatser på ett homogent sätt omfattande förutom en organisk peroxid färgande medel, anti-oxidationsmedel, anti-UV-medel, smörjmedel, av vilka samtliga är kända produkter, som används vid formning av plast- material. Som tvärbindningsmedel har använts i synnerhet en katalyserad förening innehållande 0,5 % ditert.butylperoxid, som är kommersiellt tillgänglig under namnet "TRIGONOX B".

I detta fall innebär provningsförfarandet 70 kolvslag per minut och för en total förflyttning av kolven av 40 mm är längden av det framställda röret ungefär mm, varvid dornens förflyttning är 20-25 mm.

Försök har genomförts, under vilka töjningen bestämmes mellan tvâ refe- renspunkter pâ ett provstycke av standard av typen ISO l/2 med hjälp av en extenso- meter i enlighet med Fransk standard NF T 5l 034, varvid dragningshastighetenär l000 mm/min. Resultat från dessa dragprov, vilka avslöjar de mekaniska egenskaperna uppmätta med ett rör som funktion av en extruderad längd och vilka anger medelvärdet för fem provstycken, återfinns i följande tabell.

Extruderad längd (m) l00 500 l000 1500 2000 Pákänning vid sträck- gräns (kg/amg) iso is4 i7o iso iaz Pákänning vid brott (m/mg) 3% ' 2% EU 2% %0 "f". . i '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' _' Togning till brott (%) 520 ¿ 490 460 500 470 ______________________ -_d_-__--_§. -..__ _-__-..--..__..-____-_._____...._..

Sprängtryck för rör- É formiga provstycken 55 § 52 57 ) 50 52 .l : (Bar) Fig. 2 och 3 visar en formnings- och dimensioneringsanordning, som används i stället för dimensioneringsanordningen 49 enligt fig. lB och består av ett flertal grupper 64, 65, 66 av profilerande rullar 67 med konkav profil, som ger röret en successivt minskande sektion.

För att erhålla en minskning i den önskade diametern är det även möjligt att använda en dimensioneringsanordning av den typ, som visas i fig. 4, och som om- fattar en uppsättning formningsringar 68a,(§åb med cylindriska häl av olika diamet- rar. Dessa ringar, som är utförda i Teflon eller polerat stål, är åtskilda medelst distansorgan 69 och hâlles i läge medelst en klämanordning 70, om så är önskvärt, och omfattar ett system för upptagning av spel (icke visat). 40 78Û2137~5 En1igt fig. 5 utträder s1utprodukten, som exempe1vis utgöres av ett öppet sektionse1ement, genom en övre öppning 71 i behâ11arväggen. varvid styrningen sker mede1st ett styrorgan 72, i stä11et för att den utträder från behâ11aren 41 genom att den fâr passera genom en tätningsanordning i ändväggen.

I det fa11, då produkten icke har formen av ett rör, utgår dornen 32 en1igt fig. 1A. Om ändamä1et är att anordna en muff på en kabe1 e11er en armering ersätter denna kabe1 e11er armering dornen 33.

I fig. 6 avser hänvisningsbeteckningen 101 en formningsanordning, som motsvarar de1en A i fig. 1A och 1B, mede1st vi1ken man erhá11er ett rörformigt ämne 102 med en hastighet av v1; ämnet passerar genom en behâ11are 103, i vi1ken det utsättes för dragning och därefter tvärbindningsoperationer, och därefter in- träder ämnet i fö1jd i en dragningsanordning 104, som förf1yttar ämnet med en hastig- het av v2, som är större än hastigheten v1, en ky1behâ11are 105, en dragningsanord- ning 106, som förfiyttar ämnet med samma hastighet V2 som förut e11er en hastighet, som är huvudsak1igen 1ika med nämnda hastighet V2 och en upp1indningsanordning 107.

Såsom framgår av fig. 7 utträder ämnet 102 från formningsanordningen 101 genom en öppning 15 i den undre bärp1âten 14. Ämnet passerar därvid in i en anordning för e1iminering av de p1öts1iga förskjutningar, som beror pâ ämnets diskontinuer1iga förfïyttning, och inträder i behâ11aren 103 pä ett kontinuer1igt sätt. En utförings- form av en sådan anordning visas i fig. 7. I denna anordning undergâr ämnet 102 en riktningsändring kring en spärförsedd trumma 108, som är fritt roterbar pá en byge1 109, som är svänghar i ett vertika1p1an kring en tapp 110 monterad på en bärare 111.

Spàret 1 trumman 108 har ett djup, som är 1ika med radien för ämnet 102.

Det rörformiga ämnet 102 passerar därefter kring en spârförsedd driv- trumma 112, som är via en steg1ös transmission 113 ans1uten ti11 en eiektrisk motor 114 (visad schematiskt). Ämnet undergár pä detta sätt en ny riktningsändring, som för ämnet in i en dragnings- och tvärbindningsbehâ11are 103. Denna behâ11are inne- hâ11er en b1andning av smä1ta sa1ter av samma typ som ingår i behà11aren 41 i fig. 1B. vi1ken behà11are är uppde1ad i tvâ kamrar, näm1igen en dragningskammare 115 och en tvärbindningskammare 116, som är utski1da mede1st en ski1jevägg 117, som uppvisar en öppning 118 för passage av ämnet 102.

Inuti behá11are 103, i kammaren 115, är ett f1erta1 formnings- e11er profi1erande ru11ar 121a, 121b, 121c och 121d, anordnade, vars profi1 överensstämmer med konfigurationen hos den dragna produkten. Samt1iga ru11ar är monterade på en reg1erstàng 119 monterad på vridbart 1agrade förbindningar 120a och 120b. Tvärbind- ningskammaren 116 uppvisar ru11ar 122 för att hä11a ämnet 102 i röre1se. 0m så är önskvärt kan formningsru11arna ersättas med andra 1ämp1iga formningsanordningar.

Anta1et ru11ar e11er formningsanordningar kan variera beroende pä den önskade drag- ningshastigheten. Ru11arna 122 kan, om sä är önskvärt, ersättas med andra styr- och bäranordningar, såsom trág, bingar, etc. 40 7802137-5 Sedan ämnet 102 passerat genom behâ11aren 103 förf1yttas ämnet medelst en draganordning 104 av känd typ, exempe1vis en sådan som uppvisar remmar, som drives med hastigheten v2, som är större än V1, mede1st en anordning omfattande en motor 114a och en steg1ös transmission 113a, som visas schematiskt. Ämnet inträder därefter i ky1behâ11aren 105 innan det upp1indas pâ en ru11e 107, sedan den eventue11t passeraf genom en annan draganordning 106, som kan vara av samma typ som draganordningen 104 och som roterar med en hastighet, som är 1ika med e11er ungefär 1ika med hastigheten v2. Denna draganordning är inrättad att under1ätta uttagningen av röret och åstad- kommer pâ intet sätt någon ytter1igare reduktion i sektionen. Ämnet 102 utträder från formningsanordningen 101 på ett diskontinuer1igt sätt, varvid stopptiden motsvarar àterförandet av formningsdornen, och därefter för- f1yttas ämnet på ett kontinuer1igt sätt ti11 de övriga anordningarna i systemet mede1st drivtrumman 112, vars 1injära hastighet är v1. Ba1anseringen av den fritt roterbara trumman 108 kring sin tapp 110 kompenserar för frånvaron av ti11förse1 av materia1 under stopptiden för ämnet. Diametern för ämnet uppnår vid detta ti11fä11e ett värde d1 och detta värde bibehä11es beroende på ett gastryck inuti ämnet, som förhindrar att väggen hos ämnet går sönder. _ Ämnet, som har diametern d1, inträder fö1jakt1igen i kammaren 115 med has- tigheten v1. Den pâfö1jande draganordningen 104, vars iinjära hastighet v2 är va1d högre än v1, utövar därefter sin verkan och ämnet underkastas dragning i 1ängdrikt- ningen. Dess diameter minskas ti11 ett värde d11, som är något mindre än d, så snart ämnet när den första uppsättningen ru11ar 121a och dess diameter uppnår ett värde d2. som är väsent1igt mindre än d1, vid ut1oppet från behâ11aren 15 beroende på denna dragning i 1ängdriktningen. Formningsru11arna 121a~121d uppbär ämnet 102 medan tvär- bindningen ännu icke ägt rum. Temperaturen i kammaren 115 vä1jes så att 1ivs1ängden för kata1ysatorn fortfarande är väsent1ig. Temperaturen uppgår ti11 ett värde i när- heten av temperaturen vid formning i formningsanordningen, och är exempe1vis av stor- 1eksordningen 160-19006. Inom omrâdet för öppningen 118 i ski1jeväggen 117 har ämnet sådana dimensioner (diameter, tjock1ek) som överensstämmer med de dimensioner ämnet hade då det inträdde i kammaren 115. Ämnet inträder därefter i tvärbindningskammaren 116, där temperaturen uppnår värden, som är högre än 20000 och företrädesvis 1igger me11an 22000 och 25000. Sönderde1ningen av kata1ysatorn åstadkommer därefter tvär- bindningen av materia1et och dragningen avstannas mede1st tvärbindningen.

Läget för ski1jeväggen 117 i behâ11aren 103 beror på den önskade diametern för röret vid ut1oppet av tvärbindningskammaren 116, varvid denna diameter bestämmas av hastighetsförhä11andet v2/v1. Pâ 1iknande sätt vä1jes de oïika ru11arna 121a, 121b. 121c, 121d i fö1jd, eftersom deras konfiguration måste så exakt som möj1igt fö1ja den profi1, som ska11 erhä11as, om denna profi1 sku11e ski1ja sig från ämnets 102 profi1, som utträder från formningsanordningen. Men om profi1en, som ska11 erhâ11as, är ett jämnt rör, som är homotetiskt med det rörformiga ämnet 102, har ru11arna 121a, 121b, 121c, 121d icke 1ängre någon dimensionerings- e11er formningsfunktion, utan 7eo21s7-5 uppbär endast röret och styr detta. De kan ersättas av 1iknande anordningar.

I vi1ket fa11 som heist kan även ru11arna 122, som endast tjänar ti11 att uppbära och styra röret under dess tvärbindning även ersättas med 1iknande anordningar för uppbärning och styrning.

Vid utloppet för behâ11aren 103 och efter passage genom draganordningen 104 ky1es röret i behâ11aren 105, som exempe1vis innehä11er vatten. Röret upptas därefter av draganordningen 106 och upp1indas mede1st upp1indningsanordningen 107.

En anmärkningsvärd egenskap hos produkten, som sà1edes dragits och tvärbundits, är dess dimensionsstabi1itet och frånvaron av e1astiskt minne e11er krympning.

Exempe1vis undergàr ett sektionse1ement av po1yeten, som underkastats dragning 4 ggr i kammaren 115, och därefter tvärbundits i tvärbindningskammaren 116, icke någon annan krympning än värmekrympningen. Tvärbindningen b1ockerar kedjorna med avseende pà varandra. Den tvärbundna produkten är bi-refraktiv men stabi1 i sina dimensioner över och under smä1ttemperaturen för po1yetenkrista11iderna, bortsett från expansion i vo1ym. Å andra sidan återtar samma sektionse1ement, som underkastats dragning 4 ggr i kammaren 115, och därefter endast ky1ts i stä11et för tvärbundits, sina ursprung1iga dimensioner på grund av effekten av det eiastiska minnet, så snart dess temperatur åter bragts ti11 omrâdet för 14006, som är högre än temperaturen för po1y- etenens smä1tning.

Fö1jande exempe1, ti11 vi1ka uppfinningen icke ar avsedd att vara begränsat presenteras för att beïysa uppfinningen med hänvisning ti11 det förfarande, som åskåd- 1iggöres i fig. 6 och 7.

Eßïfllàlel HD-po1yeten med en mo1eky1vikt av me11an 300000 och 500000, såsom den pro- dukt, som är kommersie11t ti11gäng1ig under varumärket "MANOLENE 56 020", användes för formning av ett rör under ovanstående betinge1ser.

Ti11satser ti11fördes, vi1ka omfattar, förutom stabi1isatorer och färg- mede1 av kända typer, ett tvärbindningsmede1, som utgöres av 2,5-dimety1~2,5-(ditert. butyi-peroxi)-hexin-3, som sa1uföres under benämningen "LUPEROX 130“. Driftsbetinge1- serna för o1ika diametrar med utgångspunkt från en ämnesdiameter av d1 = 27,5 mm återfinns i fö1jande tabe11 I: - 1 vaozizv-5 =- TAßEg¿_; šš- _ 5:-: 2 a: aa: 2 a, : a! “Å ______ ü 0 UI CLUI -43 ß» 5 3 31 ri- -I-s <+ o x' < rf 'S d- O D! LQ 3 'U n» -5 _|m -g n d. r, a' ma' es: 2. M :M Me f 'ï 'i O --I 'ä g 0.3' n. 3 m n: n: 5 Q -U Q, m T m CCI 3 fi' “i -l- m: ._|. 7,- åï '* å f* ä: 'å 5 9 S, å c å < m < 3 m ff- m -g m -4 3 |'\) LC! E _|. _41 rg- -U d. 3 °' ä' .+ ä íšfi 3"” cs. -fi *s < n: 3 1 3 'i n: m: -1 o. n. m.

-'~ N' <+ *s N 3 w 3 3 c U' -h _«. “3 'S -'- 's -h 3 -fi m m 3 w- o: u: o: 3 >< o. 3 -s w 1 ri- 3 n E S' o. u: m m ; n m _____ _. mh mb-- ks/hmfß °§-__-.--_f11@----_----fflffl--- ._m11___._9¿f11______ 1 35,4 140 9,1 185 220 18 17,30 1,03 60,6 2 35,4 140 9,1 180 220 17 16,68 1,02 54 3 35,4 180 9,1 175 230 16,5 15 0,90 48 4 35,4 210 9,1 175 240 15,4 14,5 0,90 41,6 J ........... _-. ................................................... _.

Diametern d3 är något mindre än diametern d2. Detta är icke en fö1jd av en dragning utan endast av en under ky1ning företagen krympning vid utïoppet för sa1tbadet i behâ11aren 103.

EXEMEELÅ Andra prov genomfördes med samma b1andníng som i exempe1 1, varvid de oïika parametrarna har fö1jande värden: v1 = 36,6 m/h V2 = 133 m/h d1 = 27,5 mm d2 = 18,5 mm temperatur i dragningskammaren: 18006 temperatur i tvärbindningskammaren: 23000 Man erhö11 ett rör med en diameter av 16 mm vid början och s1utet av extrusionen och en 1ängd av 2000 m. Detta rör utsattes för dragprov, varvid resu1taten återfinns i fö1jande tabe11 II: '3 '7802137-5 TABELL_ll . ---------------------- _; ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' '- ' Prov- Päkänning vid Pâkänning vid í Töjning ti11 brott stycke draggräns brott i kg/cmz kg/cmz ¿ % l 1 173 214 390 Början 2 172 166 325 3 172 213 400 1 4 172 209 360 S1utet 5 176 219 370 6 169 223 380 ....................................................... -_J....-..-..-___..-....__-__--..___ Tvärbindningsgraden var 87 % vid begynne1sen och vid s1utet och krymp- ningen vid 120°C uppmätt i en1ighet med fransk standard NF T 54 021 var 4 %. Krymp- ningen vid 16006, som uppmätts i en1ighet med samma standard, var 6 %.

Förfarandet en1igt uppfinningen är särski1t ti11ämpbart pä po1yo1efiner, som kan tvärbindas mede1st peroxid och av särski1t intresse för produkter med hög mo1eky1vikt, exempe1vis för kva1iteter, som understiger 2.

Förfarandet är även ti11ämpbart på po1yeten av 1âgdensitetstyp, som kan göras tvärbindbar genom ti11satsen av en peroxid.

Claims (23)

10 l5 20 25 30 35 40 78021 37 -5 W PATENIKRAiJ'
1. l. Förfarande för kontinuerlig framställning av långa produkter av tvär~ /hå bundet högdensitetspolyeten med en hög molekylvikt överstigande 200000, med utgångspunkt från en huvudsakligen pulverformig blandning innehållande polyeten och ett tvärbindningsmedel, varefter blandningen komprimeras och framflyttas under utövande av ett tryck riktat i riktningen för den önskade framflyttningen; att den pulverformiga blandningen sintras och formas under utsättning för en temperatur som är lägre än den temperatur vid vilken nedbrytningen av tvär- bindningsmedlet blir märkbar, varefter det formade materialet tvärbindes genom att utsätta det för en temperatur vid vilken nedbrytningen av tvärbindnings- medlet sker, k ä n n e t e c k n a t av att för att erhålla tvärbindningen nedsänkes materialet i ett smält salt eller en blandning av smälta salter, vars temperatur är över 200°C.
2. 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att den tvärbundna produkten utdrages med en hastighet (V2) som är större än den hastighet (V1) med vilken det icke tvärbundna materialet framföres för att utsättas för inverkan av det smälta saltet.
3. 3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att det axialtryck, som utövas på den pulverformiga blandningen, är av storleksordningen iooo bar. '
4. 4. Förfarande enligt krav l, 2 eller 3, k ä n n e t etc k n a t av att poly- etenet har en densitet större än 0,950 och att temperaturen i sintringsområdet uppgår tm menar 1so°c och 1ao°c.
5. 5. Förfarande enligt krav l, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a t av att polyetenet har en densitet större än 0,950 och att temperaturen i tvärbindnings. området är manen zoo och 300%.
6. 6. Förfarande enligt något av kraven l-5,«k ä n n e t e c k n a t av att badet av smält salt innefattar kamrar, i vilka temperaturen är olika.
7. 7. Förfarande enligt något av kraven l-6, k ä n n e t e c k n a t av att sektionen för den gelade produkten formas, dvs. kalibreras, uppströms tvärbind- ningsomrâdet. '
8. 8. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att dragningen genomföres i ett bad av smält salt.
9. 9. Anordning för genomförande av förfarandet enligt nâgot av kraven l-8 för kontinuerlig tillverkning av långa produkter av tvärbundet högdensitetspolyeten med en hög molekylvikt, överstigande 200000, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar, uppströms om ett sintringsmunstycke (4) , en anordning (28) för att längs munstyckets axel utöva ett tryck på en tvärbindbar, pulverformig blandning för att förforma blandningen genom kompression och få denna att förflytta sig genom munstycket, och, nedströms om munstycket,en behållare (41) för att inne- hålla ett bad (44) av smält salt eller en blandning av smälta salter med en 15 20 25 30 35 40 78Û213?-5 15 temperatur överstigande 200°C för tvärbindning av den från munstycket utträdande sintrade produkten.
10. 10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att munstycket (4) är vertikalt och att behållaren (41) är horisontell.
11. 11. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar mellan munstycket (4) och behållaren (41) ett styrorgan (48), som är böjt 900 och avsmalnar i riktningen bort från munstycket och genom vilket den sintrade produkten förflyttas till tvärbindningsbadet (44).
12. 12. Anordningeniigtkrav 9, 10 eller 11, k ä n n e t e c k n a d av att en formnings- och dimensioneringsanordning (49, 64-66) för att ge produkten den önskade profilen är anordnad i ett parti uppströms behållaren (41).
13. 13. Anordning enligt något av krav 9-12, för framställning av rör, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en anordning (61, 62) för införande av en gas under tryck inuti röret, varvid gasen företrädesvis utgöres av en inert gas.
14. 14. Anordning enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att formnings- och dimensioneringsanordningen (64-66) omfattar ett flertal uppsättningar profi- leringsrullar (67). '
15. 15. Anordning enligt något av krav 9-14, k ä n n e t e c k n a d av att behållaren (41) har en ändvägg (58), som begränsar en öppning försedd med tät- ningsorgan (59) genom vilken den tvärbundna produkten uttas.
16. 16. Anordning enligt något av krav 9-14, k ä n n e t e c k n a d av att behållaren har en övre vägg, som begränsar en öppning (71) genom vilken det tvärbundna röret uttas sedan det.underkastats styrning medelst för detta ändamål inrättade organ (72).
17. 17. Anordning enligt något av krav 9-16, den omfattar en hylsa (13), som är koaxiell med munstycket (4) och anordnad mellan munstyckets utlopp och behållarens (41) inlopp, varvid den sintrade pro- dukten förflyttar sig genom hylsan med passning.
18. 18. Anordning enligt något av krav 9-17, för framställning av rör, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en dorn (33) anordnad inuti mun- stycket (4) och begränsande ett ringformigt utrymme tillsammans med ett hål i munstycket.
19. 19. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en anordning (115) för dragning av det formade materialet, vilken anordning är belägen mellan munstyckets (4) utlopp och tvärbindningsbehållaren (116).
20. 20. Anordning enligt krav 19, k ä n n e t e c k n a d av att dragnings- anordningen (115) är anordnad i en behållare (103) innehållande ett bad av smält salt.
21. 21. Anordning enligt krav 19, k ä n n e t e c k n a d av att k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar 10 7802137-5 ' 16 en enda dragnings- och tvärbindningsbehåiiare (103) med en dragningskammare (115) och en tvärbindningskammare (116), som är anordnade intiïï varandra och åtskiida varvid kamrarna är fy11da med samma smäitaesaït, varjämte badet av smält saït i dragningskammaren befinner sig vid en temperatur i närheten av temperaturen för formning av produktenoch badet av smä1t sa1t i tvärbindningskammaren befinner sig vid en temperatur, som medför sönderfaïï av tvärbindningsmed1et, varvid en passage är anordnad i en skiïjevägg (117), som åtskiïjer de båda kamrarna för passage av produkten.
22. 22. Anordning en1igt krav 20 e11er 21, k ä n n e t e c k n a d av att den melian utïoppet för munstycket och dragningsanordningen omfattar en töjnings- och en drivanordning (108-114) för den formade produkten.
23. 23. Anordning enïigt krav 20, 21 e11er 22, k ä n n e t e c k n a d av att den nedströms tvärbindningsbehâiïaren omfattar en anordning (105) för kyïning av den tvärbundna produkten och en anordning (107) för medbringning av den tvär- 15 bundna produkten: