SK28498A3

SK28498A3 - Oriented polymeric products and method for producing the same

Info

Publication number: SK28498A3
Application number: SK284-98A
Authority: SK
Inventors: Jyri Jaervenkylae; Hans M T Josefsson; Stig L Agren; Bjoern A R Olsson; Lars G Hoving; Michael Sjoeberg; Jan R Rydberg; Nils Y Lundequist
Original assignee: Uponor Bv
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-11-04
Also published as: KR19990063638A; EA199800309A1; JPH11513326A; KR100429582B1; EP0851805A1; NZ312689A; CA2229842A1; IS4694A; NO981215D0; PL182150B1; HUP9802340A3; AU718776B2; ATE418437T1; EE9800074A; EP0851805B1; CN1196697A; HUP9802340A2; BG102303A; IL123249A; WO1997010941A1

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka orientovaných polymérnych výrobkov a predovšetkým nových orientovaných polymérnych výrobkov obsahujúcich orientované kryštalické alebo semikryštalické termoplastické polymérne materiály so zlepšenými vlastnosťami a spôsobu a zariadenia na ich výrobu.

Doterajší stav techniky

Je dobre známe, že fyzikálne a mechanické vlastnosti kryštalických a semikryštalických termoplastických polymérov je možné zlepšiť orientovaním ich štruktúry. Spôsoby spracovania polymérov, ako je vyťahovanie, vyfukovanie, tvarovanie vstrekovaním a podobne, sa používajú na výrobu výrobkov z termoplastických polymérov, ktoré majú orientovanú štruktúru.

V posledných rokoch sa vykonali rozsiahle štúdie, ktoré boli zamerané na spôsoby deformácie termoplastických polymérov v tuhom stave (napr. pod teplotou topenia kryštálov). Pri týchto spôsoboch sa polymér mechanicky deformuje za získania požadovanej jednoosovej alebo dvojosovej orientácie molekuly. Polymér sa môže vyťahovať, vytláčať alebo inak spracovávať pri teplotách v rozmedzí od teploty skleného prechodu po teplotu práve nižšiu ako je teplota tavenia kryštálov polyméru. Produkty, ako pásiky, potrubia, tyče a iné tvarované výrobky, ktoré zvyčajne, ale nie vždy, majú predominantne jednosmernú orientáciu, sa vyrobili takými spôsobmi spracovania, ako je napríklad opísané v patentoch US 3 929 960 a US 4 053 270.

Dvojosovo orientované zásobníky, ako sú flaše používané v priemysle výroby nealkoholických nápojov, sa vyrobili tavením vytláčaním-orientáciou alebo vstrekovaním-speňovacím procesom. Takýto postup je opísaný , napríklad v americkom patente US 3 923 943. Zásobníky sa vyrábajú vyťahovaním polymérov, typicky viac ako 250 percent. Takéto veíké deformácie vyťahovaním môžu mať za následok nehomogénne deformácie štruktúry, čím sa poškodzuje sférolitické kryštalické zoskupenie, spôsobujúce tvorbu mikrodutín a zväčšenie mikrodutín, ktoré už sú prítomné v polymére. Hustota polyméru týmto typicky poklesne a mikroštrukturálne senzitívne vlastnosti, ako je vyblednutie vplyvom namáhania a krehkosť pri nízkych teplotách, zostávajú.

Predĺžené, relatívne hrubostenné, vysokopevné rúrkovité polymérne výrobky, ako vysokotlakové hadice, rúrky a rúry sa vyrobili plastifikačnými vytláčacími metódami. Jedna z takýchto metód na výrobu termoplastických rúr je opísaná v americkom patente US 3 907 961. Termoplastický polymér sa zahrieva do roztavenia a vytláča sa pomocou piestového vytláčacieho zariadenia cez kuželovito tvarovaný priechod na ohybnom tvarovacom tŕni. Chladiaci systém sústavy dýz zabezpečuje chladenie povrchov rúr do tuhého stavu. Polymér sa vytláča v roztavenom stave a výsledná rúra má neorientovanú štruktúru. Nie je tu zmienka o použití chladenia na zvýšenie orientácie.

Ďalší spôsob výroby vysokotlakových rúr je opísaný v americkom patente US 4 056 591, ktorý je zameraný na spôsob riadenia orientácie nespojitých vlákien vo vláknami vystuženom výrobku vyrobenom vytláčaním v roztavenom alebo plastifikovanom stave. Základná zmes plastického materiálu naplnená vláknom sa vytláča cez rozptylovú dýzu, ktorá má v podstata konštantný žíab. Steny dýzy sa môžu mierne zužovať, tak že oblasť výstupu z dýzy je väčšia ako ako oblasť vstupu do dýzy. Množstvo orientácie vlákien v smere obvodového (tangenciálneho) navíjania je priamo úmerné oblasti rozšírenia žlabu z vstupu do výstupu žlabu. Výrobkom sú obohatené rúry obsahujúce vlákna, ktoré sú orientované v obvodovom smere na zlepšenie obvodových vlastností.

Zatiaľ čo vlákna môžu byť orientované, polymér je v podstate neorientovaný, pretože sa spracováva v roztavenom stave. Inými slovami, pretože vláknom obohatený polymér sa spracováva v roztavenom stave, štruktúra nie je zložená z platňovítých alebo vrstvovítých, radiálne stlačených sférolitických kryšta lických agregátov vysoko orientovaných ako obvodovo tak aj axiálne, hoci vlákna, pridané k polyméru, môžu byť orientované obvodovo alebo axiálne.

Typický spôsob výroby orientovaných polymérnych rúr, napríklad PVC rúr, je ďalej uvedený vo svetovom patentovom spise WO 90/02644. Spôsob zahrňuje kroky kontinuálneho vplyvu počiatočného vytláčania rúrok, temperovania na požadovanú teplotu orientácie, expanziu rúrky vplyvom tlaku v oblasti vnútorného tlaku a chladenie. Tento proces spočíva vo vyťahovaní polymérneho materiálu po opustení sústavy dýz pri teplote orientácie, ktorá je typicky 95 °C pre PVC. Odtiahnutie je podstatnou dĺžkou linky požadovanou pre postup s kondiciovanou teplotou.

Spôsob orientácie polymérnych rúr, napríklad PVC rúr, s použitím vnútorného tŕňa usporiadaného mimo sústavy dýz, je opísaný v nemeckom patentovom spise DE 2 357 078. Tento spôsob sa tiež opiera o teplotné kondicionovanie rúr na teplotu, ktorá je vhodná na orientáciu, kde vyťahovanie spôsobuje orientáciu plastického materiálu.

Ešte ďalší spôsob, ktorý sa tiež opiera o dosiahnutie vhodnej teploty orientácie je uvedený v japonskom patentovom spise JP 4-19124. Pri tomto spôsobe spôsob začína uskutočňovať v radiálne rozšírenej uzatvorenej dýze, avšak puzdro sa odstráni, keď sa dosiahne teplota orientácie, ktorá je nižšia %

ako teplota vytláčania.

j

Boli navrhnuté niektoré spôsoby orientácie materiálu polyetylénových rúr, avšak žiaden z nich až doteraz nenašiel komerčné využitie. Polyetylén je vysokokryštalický materiál, ktorý sa môže s úspechom orientovať pri teplote nižšej ako je teplota topenia kryštálov, iba vytláčaním v pevnom stave alebo použitím veími vysokých napínacích síl v diskontinuitnom procese preťahovania prievlakom. Nad teplotou topenia kryštálov môže byť orientácia účinná počas vytláčania rúry, avšak iba vo velmi úzkom teplotnom rozmedzí. Veíkým problémom je v tomto prípade to, že orientácia rýchle vymizne, a že iba tenkostenné produkty sa môžu dostatočne rýchlo ochladiť, aby si udržali orientáciu. Príklad typického usporiadania linky na výrobu tenkostenných polyetylénových rúr so schopnosťou zmraštenia sa, je opísaný v európskom patentovom spise EP 0507 613.

Deformácia zosieťovaných polyetylénových rúr je známa, napríklad z niekolkých patentov, ktoré sa prevažne zaoberajú produktmi zmrašťujúcimi sa vplyvom tepla. Napríklad nemecký patentový spis DE 2 051 390 opisuje spôsob kontinuálnej výroby rúr vyrobených zo zosieťovaných polyolefínov, pričom komplexne zosieťovaný materiál sa znova zahrieva po opustení sústavy dýz a potom sa ochladí v expandovanom stave. Expanzia sa uskutočňuje pomocou tŕňa. Nie je tu zmienka o stupni expanzie a tiež žiadna zmienka o orientácii uskutočňovanej pri expanzii. Stupeň zosieťovania po expanzii nie je uvedený. Spôsob sa používa na výrobu zmrašťovatelných rúrok.

Nemecký patentový spis DE 2 200 964 opisuje spôsob výroby zosieťovaných polymérnych rúrok. Typicky, zosieťovanie sa začne v hlave vytláčacieho zariadenia alebo po výstupe zo sústavy dýz.

Nemecký patentový spis DE 2 719 308 opisuje spôsob výroby zmrašťovatelných rúrok, pričom zosieťovanie je iniciované po prechode dýzou. Orientácia sa nepoužíva na zvýšenie pevnosti produktu. Európsky patentový spis EP 0046 027 opisuje iný spôsob výroby zosieťovaných zmrašťovatelných produktov.

Americký patentový spis US 3 201 503 zverejňuje spôsob výroby zosieťovaných zmrašťovatelných povlakov. Pri tomto spôsobe roztavený polymér obsahujúci peroxid sa vytláča v oddelenej zosieťovacej komore a potom sa vyfukuje do rúrkového člena s väčším priemerom. Vytláčanie zosieťovaného potrubia na horúcu vodu sa spomína, avšak tieto potrubia nie sú orientované .

Európsky patentový spis EP 0126 118 opisuje spôsob orien tácie plastických rúr, pričom rúra po opustení hlavy dýzy prechádza cez vyhrievaný dutý plášť, aby sa uskutočnilo zosieťovanie materiálu, a pričom zosieťovaná rúra sa vo vnútri plášťa vytláča po zosieťovaní vnútorným tlakom, aby zapadla vnútorná časť širšieho podielu do plášťa. Nie je tu žiadna zmienka o teplote vytláčania alebo o pridávaní zosieťujúcich činidiel, a taktiež sa nepojednáva o axiálnej orientácii a chladení plastických rúr. Proces tiež vyžaduje dlhú temperovaciu rúrku pretože rúra e sa v podstate zahrieva prúdom tepla prichádzajúcim len z vonkajšieho plášťa.

Britský patentový spis GB 2 089 717 opisuje vytláčacie zariadenie na výrobu plastických rúr s predĺženým rozdeľovačom upevneným na koniec závitovky alebo namontovaného pomocou skrutky. Cielom je vylúčiť nežiadúce účinky podpier rozdelovača v lisovacích formách. Patent sa zmieňuje o orientácii, avšak neopisuje, ako by bol tento spôsob schopný poskytovať trvalú orientáciu produktu. Predloženým konceptom je využitie vnútorného strihu z vnútorného rotačného tŕňa a vonkajší strih spôsobený axiálnym tokom materiálu (nikde nie je spomenuté, že tok môže byť protiprúdovým tokom). Hoci použitie zosieťovaných polymérov sa v patente uvádza, nie je tu zmienka o tom, že zosieťované polyméry by zvyšovali orientáciu. Nie je tu tiež žiadna informácia o tom, ako by sa vo vytlačovacom zariadení uskutočňovali zosieťované polyméry. Cielom je získať potrubie na horúcu vodu, ktoré má vonkajší povrch s miernym zosieťovaním, aby bolo možné uskutočňovať zváranie.

Orientácia s použitím hladkého tŕňa je taktiež známa z európskeho patentového spisu EP 0563 721. V tejto metóde sa predtvarok vedie nad tŕňom s použitím zvlňovacieho stroja. Hoci obrázok znázorňuje kuželový tŕň pred orientáciou, nie je tu žiadna zmienka o účinnosti tohto usporiadania. Tŕň sa jednoducho použije, aby priviedol predtvarok do kontaktu s formovacími blokmi. Spôsob je tiež založený na vyťahovaní predtvarku po jeho výstupe z uzavretej oblasti sústavy dýz.

Zverejnené patenty, ktoré sa vzťahujú k výrobe rúr, a/alebo výrobe zložených kovových/plastických rúr, zahrňujú napríklad nasledujúce patentové spisy:

CH 434 716, US 4 144 111, DE 2 606 389, FR 1 385 944, CH 655 986, EP 0067 919, EP 0353 977, DE 3 209 600, EP 0024 220, US 3 952 937, GB 2 111 164, DE 2 923 544, DE 2 017 433, DE 1 800 262, DE 2 531 784, DE 2 132 310 a EP 691 193.

Zverejnenia všetkých vyššie uvedených patentov sú tu začlenené formou odkazov v celom svojom rozsahu a svojich uskutočneniach.

Vyššie opísaný doterajší stav techniky, ktorý sa týka procesu vytláčania, pri ktorom sa vyrábajú rúrkovité produkty pozostávajúce v podstate z termoplastických polymérov, nie sú riešením pre a nemôžu sa adaptoval na vytláčanie polymérov pri najmenej 100 percent v obvodovom smere pri tlakovom type deformácie. Spôsoby doterajšieho stavu techniky na výrobu hadíc alebo predĺžených rúrkovitých produktov sú priamo zamerané na tavenie alebo plastifikáciu procesov vytláčania, ktoré vo všeobecnosti majú za následok výrobu neorientových produktov.

Spôsoby doterajšieho stavu techniky na prípravu zásobníkov s velkým priemerom sú zamerané na procesy vyťahovania alebo napínania, v ktorých sa polymér rozťahuje o najmenej 100 percent v obvodovom smere. Rozťahovanie alebo napínanie spôsobuje nehomogénnu deformáciu sférolitických kryštalických agregátov v štruktúre polyméru. Sférolity sa praskajú a zošikmujú. Tvoria sa mikrodutiny, mikrofibrily a prípadne fibrily. Defekty, ako mikrodutiny, ktoré sú vždy prítomné v polymére, sa zväčšujú, výsledný produkt je vysoko orientovaný v obvodovom smere, ale má defekty, vytvorené v štruktúre.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je výroba výrobkov obsahujúcich kryštalický alebo semikryštalický polymérny materiál, ktorý je trvalo orientovaný pri teplote prostredia.

Ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie spôsobu deformácie, ktorý je vo svojej podstate tlakovým spôsobom, pričom problémy nehomogénnej deformácie a sprievodné defekty produktu sú odstránené a získa sa orientovaná sférolitická kryštalická agregátová štruktúra, v podstate bez defektov.

Ešte ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie výrobku obsahujúceho kryštalický termoplastický polymérny materiál, ktorý v podstate bez defektov zapríčinených nehomogénnou deformáciou polyméru, je orientovaný ako v obvodovom tak aj v axiálnom smere a má predovšetkým zlepšenú obvodovú pevnosť v tlaku a pevnosť v ťahu nárazom v rozmedzí od teploty vyššej ako je teplota prostredia po nízku teplotu, a v zásade sa udržiava špecifická hmotnosť polyméru, taká ako bola pri spracovávaní .

Ešte ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie výrobku obsahujúceho kryštalický termoplastický polymérny materiál, ktorý sa rozťahuje najmenej na 100 percent v obvodovom smere a najmenej na 50 percent v axiálnom smere, má štruktúru pozostávajúcu v podstate z nespojitých platňovítých alebo vrstvovítých, radiálne stlačených sférolitických kryštalických agregátov, ktoré sú orientované ako v obvodovom tak aj v axiálnom smere, neobsahuje v podstate žiadne procesom vyvolané defekty, ako sú mikrodutiny, a má špecifickú hmotnosť, ktorá je rovnaká alebo vyššia ako pri rovnakom polymére, ak sa spracováva na výrobok spôsobom podlá doterajšieho stavu techniky a ktorý má zlepšenú obvodovú pevnosť v ťahu nárazom a je menej náchylný na ďalšie mikroštrukturálne poškodenie pri následnom rozťahovaní.

Ďalšie predmety tohto vynálezu budú zrejmejšie z nasledujúceho opisu a výkresov.

Stručný opis vynálezu

V prvom aspekte vynález poskytuje výrobok obsahujúci kryštalický alebo semikryštalický termoplastický polymérny materiál, pričom polymérny materiál je zosieťovaný, alebo obsahuje očkované bočné reťazce tvoriace stérickú zábranu, a je trvalo orientovaný pri teplote prostredia, tak, že pevnosť v ťahu polymérneho materiálu v smere alebo v smeroch orientácie je väčšia ako pevnosť v ťahu neorientovaného výrobku vytvoreného z toho istého polymérneho materiálu.

V druhom aspekte, vynález poskytuje spôsob výroby orientovaného kryštalického alebo semikryštalického termoplastického polymérneho výrobku, ktorý zahrňuje:

(i) zahrievanie kryštalického alebo semikryštalického polymérneho materiálu na teplotu rovnú alebo vyššiu ako je jeho teplota topenia kryštálov;

(ii) formovanie polymérneho materiálu do výrobku pri teplote rovnej alebo vyššej ako je jeho teplota topenia kryštálov;

(iii) podrobenie polymérneho materiálu strihovým silám a/alebo rozťahovaniu buď počas alebo po formovaní výrobku, aby sa uskutočnila orientácia polymérneho materiálu v pozdĺžnom a/alebo priečnom smere;

(iv) reagovanie polymérneho materiálu alebo pred, počas alebo po vytvorení výrobku, alebo pred alebo počas orientácie, alebo po orientácii avšak pred tým, ako sa uskutočnilo podstatné uvolnenie orientácie, s použitím zosieťovacieho činidla, alebo s použitím očkovacieho činidla, pričom sa zvýši stérická zábrana pohybu polymérneho reťazca;

výsledný výrobok, ktorý má pevnosť v ťahu v smere alebo smeroch orientácie väčšiu ako je pevnosť v ťahu neorientovaného výrobku vyrobeného z toho istého polymérneho materiálu.

V treťom aspekte, vynález poskytuje vytláčacie zariadenie na výrobu orientovaných vytláčaných výrobkov z polymérneho materiálu, ktoré zahrňuje

a) plastifikačné vytláčacie prostriedky na poskytnutie taveniny (tavenín) alebo čiastkovej taveniny (tavenín) uvedeného polymérneho materiálu (materiálov) a chemicky reaktívnej zlúčeniny a na privádzanie uvedenej taveniny alebo čiastkovej taveniny pod tlakom cez výtokový otvor do uvedeného vytláčacieho zariadenia;

b) tvarovacie zariadenie vytvárajúce elongačný tokový diagram, obsahujúce vstup, ktorý otvára spoj medzi uvedeným výtokovým otvorom uvedených vytláčacích prostriedkov, prietokovú dutinu a výtokovú štrbinu, geometrické pomery uvedenej prietokovej dutiny a uvedenej výtokovej štrbiny sú také, aby vyvolávali v roztavenom polymérnom matetiále z uvedených vytláčacích prostriedkov cez uvedené tvarovacie zariadenie elongačný tokový diagram, ktorý indukuje molekulárnu orientáciu najmenej priečne k smeru toku vo vnútri uvedeného roztaveného polymérneho materiálu;

c) orientáciu udržiavajúce vytláčacie prostriedky vybavené cez ne sa rozprestierajúcou štrbinou, uvedenú dýzovú štrbinu majúcu vstupný koniec a výstupný koniec, uvedenú výtokovú štrbinu uvedených tvarovacích prostriedkov otvorenú do uvedeného vstupného konca uvedenej dýzovej štrbiny tak, aby umožňovala prietok orientovaného roztaveného polymérneho materiálu z uvedeného tvarovacieho zariadenia do uvedenej dýzy, uvedenú výtokovú štrbinu, ktorá má prierezovú plochu v rozsahu od 0,9 do 2-násobku prierezovej plochy uvedenej dýzovej štrbiny;

d) zariadenie na reguláciu teploty na udržiavanie teploty uvedeného tečúceho roztaveného polymérneho materiálu pod reakčnou teplotou uvedenej chemicky reaktívnej látky vo vytláčacom zariadení a v najmenej prvej časti uvedeného tvarovacieho zariadenia, a na udržiavanie teploty uvedeného tečúceho roztaveného polymérneho materiálu nad uvedenou reakčnou teplotou v najmenej druhej časti uvedeného tvarovacieho zariadenia a/alebo uvedený vstupný koniec uvedenej dýzovej štrbiny;

e) pripadne, zariadenie na reguláciu teploty na udržiavanie axiálneho teplotného gradientu v uvedenej dýzovej štrbine, klesajúceho v smere toku cez priemernú teplotu dýzy, ktorá je v podstate rovná bežnej teplote tavenia uvedeného polymérneho materiálu tak, aby tuhnutie uvedeného polymérneho materiálu bolo inhibované vo vstupnej oblasti uvedeného dýzového zariadenia a môže sa iniciovať vo vnútri uvedeného dýzového zariadenia;

f) prípadne variabilné urýchíovacie zariadenie na vyberanie vytláčaných výrobkov z uvedeného polymérneho materiálu z uvedeného výstupného konca dýzovej štrbiny a pri regulovanej rýchlosti odoberania;

pričom usporiadanie je uskutočnené takým spôsobom, že vytláčaný výrobok začína tuhnúť vo vnútri uvedeného dýzového zariadenia alebo po výstupe z uvedeného výstupného konca uvedenej dýzovej štrbiny, ale predtým, ako môže nastať podstatné radiálne napučiavanie uvedeného vytláčaného výrobku.

Vynález je možné použiť predovšetkým na výrobu dutých výrobkov, predovšetkým predĺžených dutých výrobkov, ako sú potrubia, rúry, elektroinštalačné rúrky (rúrovody) a podobne, a bude podrobnejšie opísaný s ohíadom na výrobu takýchto výrobkov. Je však potrebné si uvedomiť, že vynález nie je obmedzený na výrobu takýchto výrobkov a môže sa aplikovať na výrobu fliaš, zásobníkov, tyčí, povlakov na drôt a káble, fitingy (rúrové tvarovky) a dalšie polymérne výrobky.

V tejto špecifikácii, teplota tavenia kryštálov polymérneho materiálu sa definuje ako teplota, pri ktorej sa z taveniny pri chladení polymérneho materiálu začínajú tvoriť kryštály a môže sa stanoviť podía metódy ASTM-D648.

Vynález je sčasti založený na predstave, že aby sa vysoká molekulárna orientácia, vyvinutá vo vnútri polymérneho materiálu, napríklad jeho elongačným tokom cez vytláčaciu dýzu, alebo rozťahovaním, udržala vo finálnom výrobku, je potrebné zmraziť takúto orientáciu vytuhnutím polymérneho materiálu predtým, ako orientované molekuly majú dostatočný čas na uvolnenie. Z dôvodu nízkej tepelnej vodivosti polymérov, kombinovanej s krátkymi časmi uvolnenia pri väčšine roztavených plastických materiálov, tokom vyvolaná orientácia sa nemôže bežne zablokovať do finálnej štruktúry, aby sa vyrábali výrobky so signifikantne zlepšenými hodnotami modulu a pevnosti.

V spôsobe podlá vynálezu chemicky účinná zlúčenina, ktorou môže byť reaktívny polymér, monomér alebo iná vhodná látka, sa pridáva k polymérnemu materiálu, aby ulahčila orientáciu materiálu a teda poskytla spôsob orientácie, ktorý je vhodný na praktické komerčné využitie. Chemicky reaktívnou látkou môže byť napríklad zosieťovacie činidlo, očkovacie činidlo alebo reaktívna zlúčenina, ktorá môže pridávať objemné koncové skupiny k molekulám polyméru.

Pridávanie takýchto chemicky účinných látok, napríklad peroxidov na zosieťovanie polyetylénu, je vo svojej podstate známe na získavanie zosieťovaných materiálov pri vytláčaní rúr na horúcu vodu. Typicky takéto rúry, vyrobené z polyetylénov s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou, sú zosieťované na úroveň gélu 60 až 80 %, v snahe dosiahnuť dobrú kvalitu a nízke vlastnosti tečenia pri zvýšených teplotách. Avšak, dokonca ak sa uskutočnila radiálna expanzia rúry v spojitosti s vytláčaním, jediným účelom na pridanie zosieťovacieho činidla bolo dosiahnutie zosieťovania a týmto vystupňovanie vlastností tečenia pri zvýšených teplotách.

Teraz sa prekvapujúco zistilo, že pridávanie dokonca velmi malých množstiev zosieťovacieho činidla vykazuje dramatický účinok na schopnosť orientácie plastických materiálov. Napríklad, ak sa vytláčanie a orientácia polyetylénových potrubí sa uskutočňuje pri 200 ’C, nebolo by možné žiadnym spôsobom dosiahnuť trvalú orientáciu, pretože namáhaním v materiále by okamžite úplne uvolnila. Avšak, pri miernom zosieťovaní polymérneho materiálu na stupeň 1 alebo 2 %, výhodne 10 až 20 % pred orientáciou, sme zistili, že tu jestvuje ešte stále značné, napríklad viac ako 50 %, zvýšenie vlastností pevnosti výrobku po orientácii. Podobné účinky sa dajú dosiahnuť pri očkovaní molekúl s objemnými postrannými reťazcami do reťazcov polyméru, ako bude opísané ďalej. Pri takomto vymedzení je stupeň zosieťovania vyjadrený ako obsahu gélu, tak ako sa meria podlá ANSI/ASTM D2765-68.

Pridávanie zosieťovacieho činidla pred alebo počas vytláčania polymérneho materiálu na ulahčenie orientácie je tiež opísané a nárokované v našej súbežne platnej švédskej patentovej prihláške č. SE 9503272-8, ktorej úplné znenie je tu účelne zahrnuté formou odkazov vo všetkých svojich uskutočneniach.

Pri porovnaní s technológiou podlá doterajšieho stavu techniky, kde sa teploty vytláčania pohybovali pod 150 “C, v predloženom vynáleze je teplotný rozsah, v ktorom je možné dosiahnuť orientáciu polyetylénového materiálu, výrazne rozšírený: prípustné teploty pri tomto spôsobe sú typicky v rozsahu od 135 C do 250 'C, výhodnou je teplota okolo 180 ‘C, z praktických dôvodov.

Dokonca ešte zaujímavejším je, že vynález sa môže, ako sa zistilo, použiť pre mnohé rozdielne polymérne materiály. Predtým druhy polyletylénu (PE), ktoré sa mohli orientovať, boli špeciálne, vysoko hodnotné polyméry so špecifickou distribúciou molekulovej hmotnosti a porovnatelne vysokou molekulovou hmotnosťou. Spôsob podía vynálezu umožňuje ovela väčšiu variabilitu polymérov, ktoré sa môžu použiť. Napríklad LPDC, s nízkou hodnotou, ak sa čiastočne zosieťuje a zmieša s PE s vysokou molekulovou hmotnosťou, týmto sa výrazne zvýši jeho schopnosť orientácie, dokonca i pri nízkych koncentráciách.

V ďalšom uskutočnení vynález poskytuje reakčnú vytláčaciu metódu, ak je to potrebné s vhodne upravenými vytláčacími zariadeniami alebo kuželovými dýzami, ktorá vedie k zlepšenej orientácii v ákladnej polymérnej zmesi, pričom sa dosiahne imobilizácia molekulového reťazca nie pomocou zosieťovania, ale pomocou očkovacích reakcií alebo pridaním koncových skupín, pričom sa bočná alebo koncová skupina značnej veľkosti pripojí ku reťazcu. Takto dosiahnuté stérická zábrana zlepšuje orientačné vlastnosti základného materiálu. Nejestvujú žiadne pochybnosti o tom, že toto poskytne zaujímavé možnosti, predovšetkým na poli biopolymérov. Výhodnými očkovacími reakciami sú napríklad, očkovacie reakcie roztavených voľných radikálov, s použitím monomérov vhodných na zavedenie objemných bočných skupín. Vhodné monoméry môžu zahrňovať napríklad oxazolidínové skupiny a špecifickým príkladom je ricinoloxazolidín maleinát (OXA). Očkovacia reakcia, s použitím polypropylénu ako príkladného kryštalického termoplastického polymérneho materiálu, je znázornená na obr. 6. V tejto reakcii je rozklad na b-deštrukciu výhodne minimalizovaný, napríklad pridaním vhodných chinolínov alebo dalších prostriedkov. Bude zrejmé, že variáciou velkosti skupiny R je možné optimalizovať vlastnosti polymérneho materiálu a účinok schopnosti orientácie. Percentuálne množstvo zreagovaných bočných alebo koncových skupín pripojených k polymérnemu reťazcu môže varírovať od 1 do 100 %, podlá potreby.

V priebehu vývoja nových polymérnych výrobkov bol neočakávane objavený ďalší fenomén. Ak sa zníži pohyblivosť molekulových reťazcov, je možné získať silnejšie orientovaný produkt. Napríklad sa zistilo, že pridanie vláknam podobných prísad k základnému polymérnemu materiálu zvyšuje pevnosť produktu viac ako by bolo zrejmé pri bežných technológiách (bez následnej molekulárnej orientácie). Bez toho, aby sme sa chceli viazať na dajakú osobitú teóriu, je zrejmé, že vlákna, predovšetkým ak sa použijú nové techniky vytláčania, opísané na inom mieste v tejto špecifikácii, majú tendenciu imobilizovať časť základného polymérneho materiálu, teda nútiť k dodatočnej molekulárnej orientácii, ktorá sa vytvára prídavné k orientácii vlákien. Akokoľvek, tieto vlákna môžu pôsobiť ako účinné nukleačné činidlá, ktoré poskytujú priaznivú štruktúru čiastočne kryštalického orientovaného materiálu.

Vo výhodnom uskutočnení podlá vynálezu sa ďalej zistilo, že pri vyvolaní strihovej orientácie základného materiálu alebo pri vyvolaní úkosu cez rovinu rezu pred tým, ako sa uskutoční zosieťovanie alebo očkovanie, polymérny materiál dokonca môže byt pevnejším. Predpokladá sa, že toto uskutočnenie vynálezu, pri ktorom sú molekuly predusporiadané s termoplastickou orientáciou pred zosieťovaním alebo očkovaním, ak sa použijú na výrobu orientovaných hrubostenných výrobkov, rozvíja pevnosť molekulového reťazca lepšie ako v prípade, keď sa základný materiál očkuje v náhodnom stave (t.j. kde reťazec je volne zosieťovaný) a javí sa, že pevnosť väzby uhlík-uhlík osovo usporiadaného reťazca môže byť väčšia ako pevnosť väzieb dosiahnutých pri bežnom zosieťovaní.

Napokon, hoci vynález nie je obmedzený žiadnou špecifickou teóriou, predpokladá sa, že vplyv zosieťovania alebo očkovania na orientáciu v podstate súvisí s princípom použitia dobre prilnavých vlákien ako imobilizačného spojiva pre základný materiál. Zosieťovanie pravdepodobne pôsobí ako in situ vlákna.

Tento základný princíp znamená, že podlá predloženého vynálezu bude tiež možné získať lepšie ako predpokladané orientované produkty, s použitím kvapalných kryštalických plastov (LCP) v základnom materiále na zvýšenie molekulovej orientácie. Teda napríklad, bude možné zmiešať impregnovaný PE s nízkou viskozitou so zosieťovacím činidlom PE s vysokou viskozitou a vytláčať zmes z vytláčacieho zariadenia za získania špirálovitého rozdelenia hmoty, s výsledkom, že vo finálnom orientovanom produkte sa vytvorí zosieťované orientované pole zosieťovaných molekúl prevažne z LDPE, uložených v čiastočne orientovanom základnom materiále.

Nové polymérne výrobky podlá predloženého vynálezu sú trvalo orientované pri teplote prostredia, pričom je potrebné uviesť, že orientácia sa v podstate udržiava, pokým teplota výrobku sa následne nezvýši na vyššiu teplotu, pri ktorej sa mobilita polymérneho reťazca opäť stáva zjavnou. Stupeň orientácie v plastických materiáloch sa môže stanoviť akoukolvek vhodnou metódou, napríklad kombinovanou s mriežkovým absorpčných pikov sa dajú napájanie sa dá pripojiť ku infračervenou spektrofotometriou polarizátorom. Výsledky meraní matematicky analyzovať a spätné procesu regulačného systému vytlá čacieho zariadenia, napríklad regulačný systém pre vytláčacie zariadenie a vyhrievacie jednotky. Je teda možné usporiadať orientáciu polymérneho materiálu tak, aby bola regulovaná auto matickým procesom regulačného systému.

Ďalšie nové účinky sa dajú dosiahnuť použitím určitých uskutočnení spôsobu podlá vynálezu. Uvažovaná rovnováha medzi axiálnym ťahom a diametrálnym ťahom sa môže v tomto procese pohotovo zvládnuť. Bežne je pri orientácii meranie účinnosti tejto rovnováhy obmedzené. Regulovanie vytláčania alebo rýchlosti odvíjania je jednou možnosťou, avšak toto lahko vedie k zbytočne vysokej orientácii v axiálnom smere.

V tejto špecifikácii je pomer axiálneho ťahu definovaný ako:

nová dĺžka po ťahaní/pôvodná dĺžka x druhá odmocnina stredného odťahovacieho pomeru a stredný odťahovací pomer je definovaný ako:

nový stredný priemer/pôvodný stredný priemer.

Spôsob podlá vynálezu sa môže použiť napríklad na výrobu nových orientovaných termoplastických rúr, ktoré majú regulovaný stupeň biaxiálnej orientácie v axiálnom smere a v smere obvodového tangenciálneho navíjania, a predovšetkým majú pevnosť v ťahu meranú v obvodovom tangenciálnom smere, ktorá je napríklad najmenej dvojnásobná ako pevnosť v ťahu meraná v axiálnom smere. Táto kombinácia predstavuje optimálnu kombináciu pre pevnosť v tlaku neohraničenej tlakovej rúry. Spôsob podlá vynálezu však poskytuje takmer neobmedzené možnosti regulácie. Napríklad, ak sa použije počiatočným strihom vyvolaná orientácia, je možné vyrobiť surovinu, predtvarok obsahujúci molekuly primárne celkom usmernené v obvodovom tangenciálnom smere. Ak tento predtvarok je potom (ďalej) zosieťovávaný a vytláčaný na tŕň, získa sa produkt so zvýšenou radiálnou orientáciou. Potom po vystúpení zo sústavy dýz, rýchlosť odvíjania sa dá nastaviť: tak, že obvodová tangenciálna orientácia otvára axiálny smer, za vzniku zosieťovanej previazanej orientačnej štruktúry, ktorá sa dá lahko vyvážiť za získania požadovaných vlastností. Špecifické požiadavky alebo obmedzenia procesu už viac neurčujú vlastnosti produktu a dajú sa dosiahnuť optimalizované vlastnosti. Napríklad ak sa použije uzavretý systém dýz, polymérny materiál sa môže pretlačiť cez tŕň a nie je potrebný žiadny axiálny ťah.

V predovšetkým výhodnom uskutočnení spôsobu podlá vynálezu sa polymérny materiál orientuje v mnohonásobných stupňoch, ktoré sa môžu napríklad uplatniť pred a po zosieťovaní alebo očkovaní. Z iného hladiska, vynález poskytuje spôsob vytvárania a kontinuálneho orientovania produktu obsahujúceho polymérny materiál (materiály) pri teplote vyššej ako je teplota tavenia kryštálov uvedeného materiálu (materiálov), charakterizovaných krokmi:

- pridanie chemicky reaktívnej látky (látok) ku polymérnemu materiálu pred alebo počas tvarovania alebo celého produktu alebo k jednej alebo viacerým vrstvám viacvrstvového produktu, alebo k axiálnym alebo špirálovitým pásikom produktu, alebo k určitým segmentom produktu v axiálnom smere;

- plastifikácia a tvarovanie takto pripraveného predtvarku polymérneho materiálu (materiálov), pri teplote, ktorá nie je dostatočne vysoká na aktiváciu reakcie uvedenej reaktívnej látky (látok);

- prípadne, vyvolanie strihu najmenej k vrstve (vrstvám), kde sa pridala chemická látka (látky) a/alebo rozťahovanie ešte stále mäkkého predtvarku v jednom alebo v oboch z dvoch smerov, súčasne alebo po krokoch, toto rozťahovanie zahrňuje axiálny ťah na účinnú termoplastickú orientáciu materiálu v pozdĺžnom smere predtvarku a/alebo radiálne rozťahovanie na účinnú termoplastickú orientáciu materiálu v obvodovom tangenciálnom smere predtvarku;

- zníženie mobility molekúl vo vrstve (vrstvách), ktoré sa majú orientovať, aktiváciou chemickej reakcie medzi chemicky reaktívnou zlúčeninou (zlúčeninami) a polymérnym materiálom (materiálmi), obsahujúce k nim pridané chemicky reaktívne látky, keď polymérny materiál (materiály) ešte stále je/sú počas vytláčania v roztavenom stave a umožnenie uskutočnenia reakcie (reakcií) do stupňa v rozsahu od 1,0 do 100 %, vypočítané na počet chemicky reaktívnych skupín;

- vyvolanie strihu najmenej ku produktu, vrstve (vrstvám), pásikom alebo segmentom, ku ktorým sa pridala chemická látka (látky) a/alebo rozťahovanie ešte stále mäkkého, najmenej čiastočne zreagovaného predtvarku v jednom alebo v oboch z dvoch smerov, súčasne alebo po krokoch, toto rozťahovanie zahrňuje axiálny ťah na účinnú orientáciu materiálu v pozdĺžnom smere predtvarku a/alebo radiálne rozťahovanie na účinnú orientáciu materiálu v obvodovom tangenciálnom smere predtvarku;

- kalibrovanie a ochladenie predtvarku za podmienok orientácie tak, aby sa orientácia stala trvalou najmenej vo vrstve (vrstvách), kde sa uplatnila chemická reakcia (reakcie).

V inom, predovšetkým výhodnom uskutočnení spôsobu podlá vynálezu, sa polymérny materiál môže podrobiť ďalšiemu zosieťovaniu v ďalšom stupni zosieťovania, potom ako sa uplatnila počiatočná orientácia alebo očkovanie. Zistilo sa, že zatiaľ čo stupeň zosieťovania od 1 do 80 %, výhodne najmenej 2 až 80 % je v mnohých prípadoch postačujúci na zvýšenie rozsahu teploty, dostatočného na orientáciu, účinným môže byt dalšie zosieťovanie, od 99 do 20 %, na ešte dalšie zlepšenie dimenzionálnej stability.

Ďalšie zosieťovanie sa môže uskutočniť, napríklad iradiáciou s použitím gama žiarenia alebo elektrónovej lúčovej radiácie. Výhodne sa však dalšie zosieťovanie uskutočňuje pomocou aktivácie reziduálneho zosieťovacieho činidla v polymérnom materiále, napríklad zahrievaním. Reziduálne zosieťovacie činidlo, aktivované týmto spôsobom môže byť zostávajúcim podielom zosieťovacieho činidla zahrnutého do počiatočnej reakcie zosieťovania alebo iné zosieťovacie činidlo, ktoré je aktivované pri vyššej teplote. Nevyžaduje sa, aby sa dalšie zosieťovanie nevyhnutne uskutočnilo v priebehu výroby polymérneho výrobku. Napríklad, dalšie zosieťovanie sa môže uskutočniť po tom, ako sa rúra uložila a ohla do požadovaného tvaru. V tomto prípade, by sa dalšie zosieťovanie mohlo uskutočniť napríklad znovuzahrievaním rúry pomocou elektrického ohrievača, ktorý môže byť začlenený do rúry ako vodivý kov alebo plastická vrstva v priebehu výroby. Elektrický ohrievač môže byť usporiadaný tak, aby aktivoval reziduálne množstvá zosieťovacieho činidla, napríklad peroxid voľne ponechaný v polymérnom materiále rúry.

V ešte dalšom aspekte vynálezu, sa proces môže použiť na poskytnutie nových výrobkov, ktoré majú velmi zaujímavé nové vlastnosti. Pretože orientácia môže byť aktivovaná v ktorejkoľvek časti alebo vrstve výrobku, napríklad pomocou magneticky, dielektrický alebo mikrovlnné vyvolaného zahrievanie, môžu sa vyhotoviť výrobky, ktoré majú špecifické vlastnosti.

Môžu sa vytvoriť napríklad rúrkové produkty s inertnou vnútornou vrstvou alebo vnútornými stenami, chemicky zosieťovanou náplň nesúcou orientovanou stredovou vrstvou a žiarením alebo fotoiniciáciou zosieťovanou vonkajšou vrstvou. Pravde podobne výroba trojvrstvových rúr so zosieťovanou polyetylénovou (PEX)-penou v strednej vrstve a orientovanou strednou vnútornou vrstvou rúry sa dajú uskutočniť pomocou týchto nových techník. Obe, fyzikálne i chemické penotvorné prísady sa môžu použiť, a sú vhodné, a po orientácii telesa polymérneho materiálu, vrstva obsahujúca penotvornú prísadu sa môže expandovať v rozsahu regulovanom vnútorným a vonkajším chladením po opustení sústavy dýz a použitím kalibrovacej jednotky.

Teda, použitím napríklad podobného spôsobu, ako je opísaný vo svetovom patentovom spise WO 90/08024, ak centrálny tŕň je kužeíový, a na vytláčaný produkt sa uplatňuje sila, ako je opísané napríklad vo svetovom patentovom spise WO 93/25372, môžu sa produkovať orientované rúrové oblúky.

Podlá ešte ďalšieho aspektu vynálezu výroba ďalších nových dutých výrobkov, napríklad rúry, so strihovými vlastnosťami, je zjednodušená. Produktom, ktorý sa má vyrobiť môže byť napríklad zložený produkt, ako viacvrstvová rúry, pričom vrstvy môžu byť z rozdielnych plastických materiálov alebo rúra s axiálnymi pásikmi z rozdielnych plastických materiálov. Vrstvy alebo pásiky môžu byť zosieťované alebo nezosieťované, a tam kde sú zosieťované môžu zahrňovať rozdielne zosieťovacie činidlá. Výraz rozdielne materiály zahrňujú tiež materiály rovnakého chemického zloženia, ale zosieťované na rozdielne stupne, v rozsahu od 0 do 100 %.

Pri pridaní zosieťovacieho činidla iba k tej časti _φ produktu, ktorý je zosieťovaný, sa môžu vyrobiť produkty s viac variabilnými vlastnosťami, ako produkty, kde napríklad vnútorná vrstva je vyrobená z neorientovaného materiálu, ktorý má lepšiu odolnosť proti oderu, zatial čo vonkajšia vrstva pigmentovaného neorientovaného materiálu môže byť výhodná z dôvodu dobrých zváracích vlastností.

V ďalšom aspekte predloženého vynálezu sa môžu vyrábať elongačné zložené rúrkové výrobky, ako rúry, obsahujúce orientovanú alebo semiorientovanú polymérnu vrstvu a rúrkovú vrstvu z odlišného materiálu, napríklad kovovú vrstvu.

Rúrková vrstva z odlišného materiálu sa môže preformovať, napríklad vytláčaním, alebo formovať in situ špirálovitým navinutím vrstvy alebo pásika materiálu a zváraním, napríklad kontinuálnym stykovým zváraním alebo ultrazvukovým zváraním alebo vzájomným mechanickým spojením, priľahlých rezných plôch. Ak odlišný materiál obsahuje kovovú rúru, ktorá je vyrobená in situ, kovová vrstva alebo pásik sa môže vytvoriť v rúre priľahlej k štrbine vytláčacieho stroja, tak že polymérny materiál sa vytláča vo vnútri a súčasne formuje kovovú rúru. Napríklad orientovaný polymérny materiál sa môže vytláčať v roztavenom stave vo vytláčacom stroji obsahujúcom prstencovú štrbinu s diametricky rozbiehavou geometriou, pričom roztavený polymérny materiál je obvodovo tangenciálne orientovaný a lisovaný proti vnútornej stene kovovej rúry alebo rúrky, napríklad použitím tŕňa. Alternatívne kovový pásik môže byť špirálovito navinutý okolo rúry z vytláčaného polymérneho materiálu, napríklad rotáciou vytláčanej rúry na tŕni čo sa tiež môže použiť na expanziu a orientáciu polymérneho materiálu.

Vhodným materiálom na formovanie kovových rúr alebo rúrok je hliníková fólia, ktorá môže mať hrúbku v rozsahu napríklad od 0,2 do 5 mm. Výhodne je kov potiahnutý promótorom adhézie. Vnútorný povrch kovového pásika alebo vrstvy je tiež neopracovaný alebo rýhovaný, aby sa zlepšili vlastnosti adhézie. Ak sa to požaduje, je tiež možné použiť vlnitý plech alebo pásik na tvorbu vinutých kovových rúr.

Ak rozdielny materiál obsahuje predformovanú kovovú rúru, rúra môže pôsobiť ako odvod tepla, na rýchlejšie odvádzanie tepla z vrstvy orientovaného plastického materiálu a týmto napomáhať udržiavaniu orientácie.

Spôsob podľa vynálezu sa môže výhodne aplikovať napríklad na spôsob výroby viacvrstvových zložených dutých výrobkov, ako je opísané a nárokované v našej súbežne platnej medzinárodnej patentovej prihláške PCT/FI96/00359, ktorej celé znenie je tu zahrnuté vo forme odkazu pre všetky uskutočnenia.

V ďalšom uskutočnení vynálezu sa zložený rúrkový výrobok môže tvoriť vytláčaním plastického materiálu cez elongačný člen obsahujúci rozdielny materiál, napríklad rúrkový výrobok ako kovová rúra, alebo plné jadro, napríklad kovový kábel. V tomto uskutočnení môže taktiež kovová rúra alebo kábel pôsobiť ako odvádzač tepla, chladením vytláčaného plastického materiálu pri kontakte s rúrou alebo káblom,

Ak sa polymérny materiál vytláča v kontakte s kovovou rúrou alebo rúrkou, polymérny materiál sa potom môže orientovať alebo v ďalšom orientovať, pre preprave rúr alebo rúrok pri rýchlosti väčšej ako je rýchlosť vytláčania, čím sa prenáša axiálna rozťahovanie ku vytláčanému polymérnemu materiálu. Axiálne roztiahnutie môže byť napríklad, poriadku 100 do 400 %, a ak sa to požaduje, môže sa uskutočniť ďalšie vonkajšie chladenie.

Ak je kovová vrstva vonkajšou vrstvou, môže sa chrániť potiahnutím inou vytláčanou vrstvou polymérneho materiálu, napríklad použitím ďalšieho vytláčacej linky a ofsetovej dýzy. Vytláčaný vonkajší povlak polymérneho materiálu sa ochladí a priíne ku kovovej vrstve a môže sa tiež vyťahovať, takže poťah tvorí silne axiálne orientovanú polymérnu vonkajšiu vrstvu.

•

Podobne sa môže tiež vyrábať predĺžený zložený rúrkový « výrobok obsahujúci vnútornú alebo vonkajšiu vrstvu orientovaného plastického materiálu a rozdielny materiál obsahujúci vláknitú vrstvu, plastickú vrstvu s vláknovým vystužením, alebo zloženú vrstvu obsahujúcu viacnásobné vrstvy hliníka a plastického materiálu.

Zložené kovové rúry ako sú opísané vyššie, využívajúce kombinovanú pevnosť a fyzikálne vlastnosti kovovej vrstvy a vrstvy orientovaného polymérneho materiálu, môžu mať velmi vysokú hydrostatickú pevnosť, a môžu mať veími vysokú odolnosť voči priepustnosti a vynikajúcu odolnosť proti nárazu. Pri kombinovaní s penovou izolačnou vrstvou, ako je tu opísané, ich tieto vlastnosti môžu robiť vhodnými na použitie na vrtné oleje a plyn. Napríklad sú špeciálne využiteľné vo vysokotlakových diaľkových vedeniach pracujúcich až do 60 bar. Kombinovaná tuhosť prstenca vrstiev materiálu môže umožniť, elasticitou voči veľkým kovu a orientovaného polymérneho aby rúry bez zlyhania disponovali deformáciám, spôsobených napríklad tlakom pôdy.

Hoci je možné použiť spôsob podľa tohto vynálezu na výrobu orientovaných rúr, ktoré sú stabilné ako pri teplote prostredia, tak pri zvýšených teplotách, (t.j. nezmrašťujú sa teplom) v inom aspekte sa vynález môže použiť na výrobu tepelne zmrašťovateľných výrobkov so zaujímavými vlastnosťami. Takéto výrobky sú stabilné pri teplote prostredia, ale ak sa teplota zvýši na vyššiu hodnotu, prijímajú nový tvar. Napríklad, v multivrstvových rúrach, ktoré majú vrstvy z rozdielnych materiálov, vrstvy môžu mať rozdielny zmrašťovacie vlastnosti, ktoré spôsobujú, že rúra sa správa jednotným spôsobom pri zahrievaní, predovšetkým ak sa použila technológia rotačnej dýzy. Napríklad ak rúra má orientovanú vonkajšiu vrstvu zo zosieťovaného polyetylénu (PEX), a vnútornú vrstvu z nezosieťovaného polyetylénu (PE), zložená rúra sa bude mierne ohýbať, pri zahrievaní na teplotu vyššiu ako je teplota skleného prechodu (Tg), v závislosti od napríklad relatívnej hrúbky stien a centrovaní vrstiev. Teda, vnútorná PE vrstva môže napomáhať pri chránení celej zohnutej rúry pred stratou vnútorného priemeru pri zahrievaní, ak je vyrobená ako dostatočne pevná s použitím plnidla.

Začlenenie plnidiel do najmenej nezosieťovaných vrstiev multivrstvových výrobkov je často prospešné, pretože zlepšená tepelná vodivosť zlepšuje chladenie a zvyšuje možnosť prevencie pred rýchlym uvoľnením, a tým umožňuje ľahšie dosiahnutie trvalej orientácie.

V zásade, začlenenie vlákien môže veľmi účinne zastaviť tendenciu PEX zmraštiť sa naspäť (uvoľniť sa), čo tiež uľahčuje posttvarovacie operácie, ako je spájanie rúr. Takto sa teda dá vidieť, že rúra, ktorá je obohatená vláknami, zosieťovaná a orientovaná poskytuje optimalizovaný súbor vlastností potrebných na variabilné použitie potrubia. Zahrnutie vlákien do vysoko viskóznych olefínových (ko)polymérov nie je veľmi ľahké, a preto je niekedy veľmi užitočné použitie oddelenej vrstvy mäkšieho materiálu, zatiaľ čo zmiešanie sa môže pripraviť bez ťažkostí.

Vhodnou metódou na výrobu výrobkov obsahujúcich polymérny materiál obsahujúci orientované vlákna je opísaný a nárokovaný v našej súbežne platnej fínskej patentovej prihláške FI 960768, ktorej úplné znenie je tu účelne zahrnuté vo forme odkazu a všetkých uskutočnení.

V porovnaní s neorientovanými homogénnymi rúrami, ktoré vykazujú ten istý modul vo všetkých smeroch, orientované rúry podľa vynálezu sú už zlepšením, pretože napríklad varírovaním smerov ťahania a pomerov, priečna pevnosť môže byť ľahko dvojnásobná ako axiálna pevnosť, bežná požiadavka pri lisovaných potrubiach. Pridaním plnidiel sa možnosti vytvorenia pevnej štruktúry znásobujú. Toto platí predovšetkým pre vločkovité plnidlá, ako je sľuda, ktorá napríklad vykazuje lepšie bariérové vlastnosti ako sú bežné vlastnosti, ak sa zabuduje do zosieťovanej štruktúry.

Viacvrstvový produkt ktorý má vnútornú neorientovanú vrstvu a orientovanú PEX vonkajšiu vrstvu môže taktiež poskytovať zaujímavé vlastnosti, ak vnútorná vrstva má napríklad vyššiu teplotu topenia ako teplota zmäknutia PEX, ktorá je približne 130 ”C. Vnútorným materiálom môže byť napríklad polypropylén (PP) kvality, ktorý dodatočne vykazuje veľmi náhle zmäknutie. Táto kombinácia sa môže použiť ako rýchle zmraštenie a/alebo elektrofúzny spoj, ktorý dodatočne môže vytvoriť vysoko zmrašťovacie sily. Adhézia medzi vnútornou a vonkajšou vrstvou sa môže dosiahnuť napríklad použitím intermediačnej adhéznej vrstvy medzi vnútornou a vonkajšou vrstvou. Vhodná adhézna vrstva môže obsahovať napríklad zmes PE a PP, ktoré majú v podstate rovnakú teplotu topenia spolu s kompatibilizačným činidlom.

Použitie nezosieťovaných povrchových vrstiev materiálu na oboch stranách orientovaného produktu môže značne zlepšiť proces orientácie, pretože tieto vrstvy sa môžu použiť na zníženie trenia voči lisovacej forme. Ak sa napríklad silikónový olej zmieša len s tenkou povrchovou vrstvou, nebude podstatne narúšať proces zosieťovania a jeho spotreba sa značne zredukuje v porovnaní so zmiešaním s celým objemom produktu.

Typickým problémom pri vytláčaní PEX rúr je to, že zvyšky peroxidu zachytené na vytláčacej hlave a musia sa denne odstraňovať. Tento problém sa môže prekonať vybavením nezosieťovaným materiálom na oboch stranách produktu. Pri zohľadnení kvality pitnej vody, špecificky výhodnou alternatívou pre nezosieťovaný vnútorný materiál je polymér, ktorý je priepustný pre zvyšky, ktoré sa tvoria v zosieťovanej sekcii produktu vplyvom chemických reakcií počas zosieťovania.

Pri konvenčnej orientácii polyolefinov molekulové reťazce sú predlžované a namáhané vplyvom rozťahovacích síl. Na druhej strane tento fenomén je vyvážený takzvaným uvoľnením, ktoré má tendenciu obnoviť molekulové reťazce na špirálovité, neusporiadané podmienky. V spôsobe podlá vynálezu priečne mostíky alebo interferencia medzi reťazcami zabraňujú rýchlemu uvoľneniu, tak že rýchlosť orientácie nemusí byť tak limitovaná, aby sa získali vhodné vyvážené hodnoty. Avšak, materiál, ktorý sa má orientovať, môže byť, po zosieťovaní, pri teplote spracovania v sklenom stave a týmto skôr krehký. Rýchlosť rozťahovania by nemala byť preto veľmi vysoká, pretože inak môže tavenina reagovať elasticky a rozlomiť sa vzhľadom na jej krehkosť. Zistilo sa, že zmes polyolefinov so širokou distribúciou molekulovej hmotnosti sa takto ľahko nerozlomí. Prekvapujúco sa zistilo, že ak sa materiál vhodne vyberie, povrchové vrstvy produktu značne zvyšujú dostupné napínacie pomery a môžu niesť krehkú vrstvu bez porušenia. Krehkosť samotnej zosie ťovanej vrstvy sa dá tiež zlepšiť starostlivým výberom distribúcie molekulovej hmotnosti polymérneho materiálu, alebo použitím prísad, na zlepšenie pevnosti taveniny známych pre odborníkov v odbore.

Z podobných dôvodov sa uprednostňuje spôsob, ktorý nie je založený na nadmernom napínaní.

Tabulka I

Stupeň zosieťovania % Zvýšenie v ťahu pevnosť pri porušenie %

116

128

Vyššie uvedená tabulka I znázorňuje zlepšenie dosiahnuté pri spôsobe podlá vynálezu. Stĺpec na pravej strane ukazuje zvýšenie pevnosti v ťahu pri porušení pre PEX vzorky zosieťované a neaxiálne natiahnutie na 100 % pri teplote 170 ’C počas orientácie materiálu v porovnaní so zosieťovanými nenatiahnutými vzorkami. Tabulka znázorňuje trvalé rozdiely v pevnosti vzoriek ako funkciu stupňa zosieťovania. Taktiež ukazuje, že dosiahnutie trvalej orientácie a zvýšenie vlastností pevnosti pri vysokých teplotách orientácie je takmer nemožné, pokým sú molekuly viazané, napríklad zosieťovaním pred orientáciou.

V d’alšom príklade, ak 0,8 mm hrubá vzorka PEX sa zosieťuje na 80 % a orientuje pri teplote 200 ’C, na predĺženie 500 %, dosiahne sa pevnosť v ťahu 182 Mpa. V mnohých pokusoch sa stanovilo, že pevnosť v ťahu orientovaného materiálu je lineárnou funkciou rozsahu orientácie.

Vo vyššie uvedených príkladoch, špecifická hmotnosť nezosieťovaného PE surového materiálu je 955 kg/m³. Špecifická hmotnosť zosieťovanej (70 % obsahu gélu) vzorky toho istého PE je 929 kg/m³. Zodpovedajúca špecifická hmotnosť zosieťovanej •J a nezosieťovanej vzorky je 938 kg/m^J. Teda je možné vidieť, že spôsob podľa vynálezu poskytuje produkty, ktoré majú vyššiu špecifickú hmotnosť ako produkty, bez orientácie polymérneho materiálu.

Vynález sa môže aplikovať predovšetkým na výrobu relatívne hrubostenných rúr, predovšetkým takých, kde pomer hrúbky stien k priemeru je najmenej 1 : 100, výhodne viac ako 2 : 100, predovšetkým výhodne viac ako 3 : 100.

Rozmery plastických tlakových rúr a nádob sú determinované použitím hydrostatickej základnej konštrukcie určenej údajom dlhodobej odolnosti voči tlaku a regresnými analýzami. Normálne HDPE stupne majú základnú konštukciu 6,3 MPa a najlepšie súčasné polyetylény s vysokou molekulovou hmotnosťou majú základnú konštrukciu (MRS) 10 MPa. Testy znázornené vo vyššie uvedenej tabuľke I boli uskutočnené so zosieťovanými PE, ktoré majú typickú základnú konštrukciu 8 MPa. Orientované vzorky rúr toho istého materiálu vyrobeného v súlade s vynálezom môžu mať základnú konštrukciu až najmenej 12 MPa až do 16 MPa, alebo vyššiu.

Jedným z problémov, s ktorými sa stretávame pri navrhovaní vysoko účinných plastických rúr na tlakové a tlakové kanalizačné použitie je to, že dokonca ak by vysoká povolená hodnota sigma (povolený dlhodobý tlak na steny), ktorá je základom na dimenzovanie stien rúr odolávať tlaku, umožňovala skôr z hľadiska nákladov efektívnejšie rúry s relatívne malou hrúbkou stien, samotná rúra sa z dôvodu ďalších obmedzení neosvedčuje v praxi. Napríklad, ak sa hodnota sigma zvýši z dnešných 8 N/mm² (PE 100) na hodnotu 16 alebo 20, čo je možné pri orientácii spôsobom podľa predloženého vynálezu, hrúbka stien bude tenšia, tak že tuhosť prstenca rúry inštalovanej pod zemou môže spôsobiť že rúra sa zdeformuje, keď je podrobená tlakovým nárazom. Hoci modul materiálu sa o niečo zvýši z dôvodu orientácie, toto nie je postačujúce na vykompenzovanie zníženej hrúbky stien, pretože tuhosť prstenca predstavuje tretiu silu steny. Hoci plnidlá, ako sú vlákna a iné, môžu účinne zvyšovať modul, účinnejším spôsobom je jednoducho zvýšiť hrúbku steny.

Toto je však nákladné a požaduje sa nová metóda prípravy vystužených orientovaných tlakových rúr.

Vyššie uvedený problém sa dá jednoducho rozriešiť, ako bolo uvedené vyššie v tomto dokumente, použitím stien rúr, ktoré majú viacvrstvovú konštrukciu. Táto konštrukcia môže mať v produkte jednu alebo niekolko orientovaných vrstiev, ktoré zabezpečujú odolnosť voči tlaku, pričom stredná vrstva pozostáva z plastickej peny a vonkajšia vrstva chráni celú štruktúru. Toto sa môže zabezpečiť vytláčaním a orientovaním celej štruktúry. Vnútorná vrstva bude trvalo orientovaná, pretože začlenené zosieťovacie činidlo je aktivované. Stredná vrstva pozostávajúca napríklad z polyetylénu, spolu s penovým činidlom, ktoré taktiež začne reagovať, z dôvodu zvýšenej teploty, tvorí penovú vrstvu okolo jadra tlakovej rúry. Vonkajšia vrstva, ktorá je typicky z mäkšieho tvárneho materiálu, je výsledkom vytláčanie počas orientácie a následný krok speňovania a tvorí vonkajšiu ochrannú vrstvu, ktorá bude typicky tiež obsahovať potrebné stabilizátory, farbivá, atčť.

Finálna rúra môže byť tiež potiahnutá, alebo môže byť vybavená obsahovať separačné činidlo a iné separačné vrstvy, ktoré môžu byť následne odlúpnuté.

Typické stupne vypeňovania sú až do 50 % (z pôvodnej strednej hustoty vrstvy). Avšak môžu sa vyrobiť tiež vynikajúce tlakové rúry s veími íahkou penou, pričom špecifická hmotnosť peny je menej ako 500 kg/m³, napríklad so špecifickými hmotnosťami menej ako 30 kg/m³. V tomto naposledy uvedenom prípade môže mäkká stredná vrstva pôsobiť tiež ako vynikajúci pružný podklad proti rušeniu spôsobenému po položení rúr. V uskutočnených testoch peny obsahujúce súčasne vlákna alebo vláknité materiály, ako Wollastonite, poskytovali výnimočne dobré charakteristiky vzhladom na pevnosť.

Je tiež možné vytláčať orientované rúry, ktoré majú viac ako jednu penovú vrstvu, s použitím spôsobu podía vynálezu. Napríklad, môžu sa vytláčať viacvrstvové rúry, ktoré majú dve penové vrstvy s rôznou špecifickou hmotnosťou. Môžu sa tiež vyrábať viacvrstvové rúry, ktoré obsahujú kovovú vrstvu a jednu alebo viac penových vrstiev. Príklady takýchto produktov zahrňujú viacvrstvovú rúru obsahujúcu orientovanú PEX vnútornú vrstvu,- adhéznu vrstvu, ktorá môže byť penová, prostrednú prechodnú kovovú vrstvu, druhú adhéznu vrstvu, ktorá môže byť penová a ochrannú vonkajšiu vrstvu, a viacvrstvovú tlakovú kanalizačnú rúru, ktorá obsahuje tenkú orientovanú PEX vnútornú vrstvu, prvú prostrednú prechodnú vrstvu, obsahujúcu pevnú penu zvyčajne zahrňujúcu plnidlá, napríklad najmenej 10 %, výhodne okolo 25 %, uhličitanu vápenatého, na zvýšenie tuhosti prstenca, druhú prostrednú prechodnú vrstvu, obsahujúcu ochrannú pružnú penu a ochrannú vonkajšiu vrstvu, ktorá výhodne obsahuje UV stabilizátor, ktorou môže byť ďalšia PEX vrstva, odolná proti tvoreniu trhlín.

Rúry, ktoré majú tenkú orientovanú vnútornú vrstvu, vláknitými minerálmi plnenú penovú strednú vrstvu a zosieťovanú vonkajšiu vrstvu sú predovšetkým vhodné na použitie pri kanalizačných rúrach. Zosieťovaná vonkajšia vrstva sa môže vytvoriť z polymérneho materiálu odolného proti poškriabaniu, ktorý umožňuje nepieskovú inštaláciu, stredná vrstva môže byť pevná, masívna, s relatívne vysokou tuhosťou a vnútorná vrstva môže poskytovať odvodňovací odpad odolný voči tlaku. Ďalším použitím takýchto rúr môže byť v nerýpacích inštalačných metódach, pričom rúra sa pretlačí cez zeminu.

Predložený vynález sa môže tiež použiť na výrobu rúr z viacvrstvového orientovaného plastického materiálu, obsahujúceho vnútornú rúru a vonkajšiu rúru tvoriacu vnútornú vrstvu a vonkajšiu vrstvu, a medzi uvedenými vrstvami prostrednú prechodnú vrstvu z mäkšieho materiálu ako je vnútorná rúra. Takáto rúra a spôsob jej výroby sú opísané a nárokované v našich súbežne platných fínskych patentových prihláškach č. FI 955 960 a FI 961 822, ktorých znenie je tu zahrnuté vo forme odkazu a všetkých uskutočnení.

Bolo tiež prekvapujúco objavené, že orientované výrobky podlá vynálezu sú nielen mimoriadne pevné, ale že v mnohých prípadoch sa výrazne zlepšila svetlosť produktu. Napríklad, pri zosieťovaných polyetylénoch (PEX) sa môžu tvoriť úplne transparentné produkty, ktoré môžu nájsť použitie pri výrobe fliaš a iné použitie. PEX produkty sú pri bežných podmienkach číre. Transparentné orientované PE výrobky vyrábané v súlade s vynálezom môžu nájsť rozmanité použitie, pretože majú nízku priepustnosť materiálu. Obidva spôsoby, zosieťovanie i orientácia, zlepšujú difúzne vlastnosti materiálu.

Vynález ulahčuje spojenie rúr, ktoré majú hladký koniec a koncové hrdlo, ktoré sa vyrábajú spôsobom podlá vynálezu. Tesniaci krúžok sa nainštaluje na hladký koniec jednej rúry a umiestni sa v zamýšľanej polohe pomocou zachytávača, napríklad kovového krúžku alebo pomocou dvojstranného skleného papiera ovinutého okolo rúry. Koncové hrdlo druhej rúry sa mechanicky rozširuje a hladký koniec s tesniacim krúžkom sa pretláča cez hrdlo. Po krátkom čase napríklad okolo 15 sekúnd, sa hrdlo vráti do svojej pôvodnej polohy uzatvorením tesniaceho krúžku medzi vnútorné hrdlo a vonkajší hladký koniec, s vyššou silou ako pri bežných PEX rúrach.

V jednom z výhodných uskutočnení zariadenia podlá vynálezu sa vyrobí produkt vytláčaním taveniny polyméru v zariadení zahrňujúcom prstencovú štrbinu, ktorá má biaxiálne divergentnú geometriu a (výhodne ale nie nevyhnutne) zbiehavé steny a oblasť štrbiny, pričom polymér je v podstate súčasne predlžovaný obvodovo i axiálne.

Pri pochopení tohto uskutočnenia podlá predloženého vynálezu, kde orientácia sa uplatňuje vo vnútri uzatvorenej dýzy, je potrebné vziať do úvahy dva ovplyvňujúce faktory. Po prvé, pretože uvolnenie orientovaných molekúl vyžaduje expanziu objemu alebo prierezový v priebehu vytláčania dýzovou vynálezu, z dôvodu radiálneho Avšak, ihneď ako polymérny mate: vytláčacej hubice, nie je viac tok, nemôže jednoducho nastat štrbinou zariadenia podlá núteného účinku jeho stien, ál vystúpi z výstupného konca podrobený takémuto radiálnemu núteniu a nestuhnuté orientované molekuly budú vykazovať tendenciu uvolniť sa, čím spôsobia radiálne napučiavanie produktu, pokým tu nie je, tak ako v predloženom vynáleze, prítomná dostatočne hrubá pevná povrchová vrstva a/alebo nie je obmedzená pohyblivosť polymérneho reťazca. Po druhé, čím teplota orientovaného roztaveného polymérneho materiálu bližšia jeho jeho teplote tavenia, tým dlhší je čas potrebný na to, aby sa objavilo uvoínenie.

V inom výhodnom uskutočnení podlá vynálezu, pričom produkt je orientovaný v priečnom smere pri použití uzavretej dýzy, na vyváženie vlastností produktu je použité iba odvíjanie. Tento proces sa dá velmi lahko uskutočniť v porovnaní s jestvujúcimi procesmi, a môže vytvoriť kontinuálnu orientáciu prakticky všetkých termoplastických polymérnych materiálov, z biopolymérov a gúm na technické plasty.

Okrem toho, rovnaký princíp sa dá použiť napríklad na výrobu orientovaných vstrekovaných častí bez línii zvaru, na výrobu orientovaných, vláknami obohatených vyfukovaných častí, potiahnutých káblových štruktúr alebo bi-orientovaných filmov alebo platní a na výrobu hrubostenných platní, s použitím valcovacích techník.

Orientované polymérne výrobky sa môžu spájať akýmikolvek konvenčnými metódami, napríklad použitím mechanickej inštalácie (montáže), tepelne zmrašťovatelných spojok a príslušenstiev a metódami tavenia, vrátane zvárania a, predovšetkým, elektrotaviacich príslušenstiev a spojov. Spôsob podlá vynálezu sa môže tiež použiť na výrobu orientovaných polymérnych rúrových tvaroviek, napríklad pri tvarovaní vstrekovaním. Pri predovšetkým výhodnom uskutočnení, vynález umožňuje výrobu orientovaných elektrotaviacich rúrových tvaroviek pomocou tvarovania vstrekovaním orientovaného polymérneho materiálu okolo elektrotaviaceho vyhrievacieho prvku. Príklady (neorientovaných) elektrotaviacich rúrových tvaroviek, ktoré sa môžu vyrábať spôsobom podlá vynálezu v orientovanej forme sú opísané v európskych patentových spisoch EP 0591 245, EP 0260 014, EP 0243 062,

ΕΡ 0353 912, ΕΡ 0189 918 a vo svetovom patentovom spise WO 95/07432, ktorých celé znenie je to zahrnuté vo forme odkazu a pre všetky uskutočnenia. Orientované elektrotaviace rúrové tvarovky podlá vynálezu sa môžu použiť na spájanie neorientovaných plastických rúr, ale našli špeciálne použitie pri spájaní orientovaných rúr, ktoré sa taktiež vyrábajú použitím spôsobu podlá vynálezu. Výhodou takýchto orientovaných elektrotaviacich rúrových tvaroviek je to, že môžu byť ovela pevnejšie ako bežné neorientované tvarovky, a tiež že tlak, ktorý sa požaduje pri spájaní elektrickým tavením sa môže zvýšiť odťahovacou (zmrašťovacou) silou, ktorá sa môže vytvárať, že teleso tvarovky z orientovaného polymérneho materiálu má tendenciu uvolniť sa, keď sa zahrieva elektrotaviacim vyhrievacím prvkom.

Pri spájaní viacvrstvových zložených polymérnych výrobkov podlá vynálezu, napríklad rúr obsahujúcich strednú kovovú vrstvu, ktorá, ak je nechránená, môže podliehať korózii, sa môže použiť nový spôsob výroby zhotovovania koncov rúr. V tomto spôsobe najvzdialenejšie vrstvy rúry sa môžu odstrániť, výhodne v továrni, a vnútorná vrstva zváratelného polymérneho materiálu sa odkryje. Táto vnútorná vrstva sa potom môže prehnúť naspäť o 180 cez koniec rúry, aby zakryla a chránila koniec rúry a privarila sa k vonkajšej stene rúry. Týmto spôsobom predchádzajúca vnútorná vrstva sa stáva najvzdialenejšou vrstvou, poskytuje dobré utesnenie proti korózii a poskytuje dobrú zváraciu plochu na bežné zváracie a spájacie techniky, ako je elektrické zváranie.

Prehlad obrázkov na výkresoch

Zariadenia podlá vynálezu bude teraz opísané podrobne pomocou príkladov, len s odkazmi na priložené výkresy, na ktorých:

Obr. 1 znázorňuje prvé riešenie vytláčacej linky na výrobu rúr na uskutočňovanie spôsobu podlá vynálezu v pohlade axiálneho prierezu;

Obr. 2 znázorňuje podobný pohľad na iné uskutočnenie vytláčacej linky na výrobu rúr na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu;

Obr. 3 znázorňuje podobný pohľad na ďalšie uskutočnenie vytláčacej linky na výrobu rúr na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu a

Obr. 4 znázorňuje v priečnom axiálnom pohľade uskutočnenie zariadenia na tvarovanie vstrekovaním na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu.

Obr. 5 (a) a (b) predstavujú schematické znázornenie dvoch uskutočnení zariadenia podľa vynálezu na výrobu zložených kovových/plastických rúr.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obrázkoch samotné vytláčacie zariadenie nie je znázornené, i keď vo väčšine prípadov sa môže použiť konvenčné závitovkové vytláčacie zariadenie. Určité materiály s veľmi vysokou molekulárnou hmotnosťou môžu požadovať piestové vytláčacie zariadenie alebo podobné zariadenie, namiesto bežného závitovkového vytláčacieho zariadenia. Teda viacvrstvové produkty sa môžu vytláčať pomocou piestového vytláčacieho zariadenia použitím vhodnej technológie, s použitím vytláčacej . krížovej hlavy.

• Na obr. 1 až 3 a 5 je rúra radiálne vytláčaná s použitím tŕňa, ktorý je výhodne podopretý na prvom konci tela vytláčaceho zariadenia, napríklad použitím nosného prvku presahujúceho cez závitovku vytláčacieho zariadenia, a/alebo prípadne na druhom konci s kalibračným prvkom, pričom tŕň alebo nosný prvok spočíva na stuhnutej stene vytlačeného polymérneho materiálu prechádzajúceho cez kalibračný prvok.

Je dôležité, že najmenej vrstva, ktorá sa má orientovať sa výhodne vytláča lisovacím systémom, ktorý je úplne bez rozdeľovača, t.j. tŕň je podopretý proti smeru toku materiálu a týmto poskytuje tok bez obsahu línii zvaru. Potreba tohto je z dôvodu krehkosti mnohých zosieťovaných polymérov v sklenom stave. Akékoľvek rozdeľovače v toku materiálu, ktorý sa začal zosieťovávať bude mať škodlivé vplyvy na pevnosť produktu v priečnom smere a toto sa bude dať zjavne pozorovať pri pokuse o expanziu predtvarku. Veľmi účinnými pri minimalizácii škodlivých vplyvov línií zvaru sú určité krížové hlavy s rotujúcimi sústavami hubíc. Rotujúci tŕň s protitlakovou prítlačnou rúrovou spojkou môže taktiež poskytnúť požadovanú orientáciu v priečnom smere, pričom vlákna sa pridávajú ku plastickému materiálu. Príklady takýchto vhodných usporiadaní sa dajú nájsť napríklad v patentových spisoch FI 83 184, GB 2 089 717, GB 1 325 468, US 3 244 781, WO 90/15706 WO 84/04070, EP 057 613, ktorých úplné znenie je tu zahrnuté formou odkazu a všetkých uskutočnení.

(i) Orientácia po vytláčaní dýzou

Na obr. 1 je vo fragmentoch znázornená dýza 10 a upevnené jadro 11, ktoré tvoria časť vytláčacej hlavy konvenčného vytláčacie zariadenia na výrobu rúr (piestové alebo závitovkové vytláčacie zariadenie) a definujú prstencový otvor dýzy. Vnútorné jadro vystupuje z vytláčacej hlavy a vytvára na jej voľnom konci tŕň 11A.

. Olefínový (ko)polymérny materiál, spolu s vhodným množstvom zosieťovacieho činidla, sa plastifikuje vo vytláčacom » zariadení a je vypúšťaný z konca vytláčacieho zariadenia vo forme cylindrického rúrkovitého vytláčaného výrobku 12, ktorý má relatívne veľkú hrúbku stien. Na výtokovom otvore vytláčacej hlavy je ohrievač 10A. ako sálavý ohrievač, na vyhrievanie rúrkovitého vytláčané výrobku na teplotu, ktorá je postačujúca na to, aby sa materiál zosieťoval na stupeň v rozsahu od 1 do 100 %.

Smerom po prúde od ohrievača 10A sú pozdĺž postupu rúrkovitého vytláčaného výrobku dve protiľahlé cirkulačné súpravy kaskádových polovíc formy 13., ktoré sa pohybujú v nekonečnej dráhe nad hnacími reťazovými kolesami 14. Pozdĺž dráhy rúrkovitého vytláčaného výrobku sú polovice formy vedené pomocou prostriedkov, ktoré nie sú znázornené, tak aby spolu vstupovali na tŕň 11A a tvorili dvojdielnu formu tvoriacu valcovitú dutinu formy uzatvárajúcu rúrkovitý vytláčaný výrobok. Formovacie polovice sú vedené pozdĺž dráhy rúrkovitého vytláčaného výrobku v smere jeho pohybu tou istou rýchlosťou, ako je rýchlosť vytláčaného výrobku.

Tŕň 15 je umiestnený vo vnútri rúrkovitého vytláčaného výrobku a je pripojený k vytláčacej hlave pomocou tyče 16. Cez kanálik v tyči sa do vnútra rúrkovitého vytláčaného výrobku dodáva plynné médium, ako vzduch alebo inertný plyn, v priestore definovanom medzi tŕňom 11A a tŕňom 15, aby sa udržiavala stena rúrkovitého výrobku spojená s povrchom dvojdielnych dutín formy. Polovice formy 13 sa zahrievajú vo vhodnej polohe v jej nekonečnej cirkulačnej dráhe, napríklad pri 17, vhodnými zahrievacími prostriedkami pracujúcimi s palivovými horákmi alebo elektrickými odporovými článkami. Ak sa stena vytláčaného výrobku dostane do kontaktu s vyhrievanými dvojdielnymi formami, polyetylénovému materiálu sa dodá teplo, aby sa tento uvedený materiál udržiaval pri zosieťovacej teplote počas obdobia postačujúceho na dosiahnutie požadovaného stupňa zosieťovania .

. Smerom po prúde od tŕňa 15, je v rúrkovitom vytláčanom výrobku, umiestnená vložka 18, výhodne balónového typu, uvedená » vložka je ukotvená k tŕňu 15 pomocou tyče 19. Stlačené médium sa dodáva do balónovej vložky cez priechod v tyčiach 16 a 19. aby sa vložka udržiavala nafúknutá v tesniacom spojení s vnútorným povrchom rúrkovitého vytláčaného výrobku. V priestore medzi tŕňom 15 a vložkou 18 sa udržiava tlak pomocou média, ako je vzduch alebo inertný plyn, dodávaný do uvedeného priestoru pomocou priechodov v tyčiach 16 a 19, uvedený tlak je vyšší ako tlak udržiavaný v rúrkovitom vytláčanom výrobku medzi tŕňom 11A a tŕňom 15. Rúrkovitý vytláčaný výrobok, ktorý je ešte mäkký, bude vystavený volnej expanzii v radiálnom smere, umožňujúcej priečne rozťahovanie jeho stien, pri pôsobení tohto vyššieho tlaku za vzniku rúrkovitého člena s väčším priemerom ako má rúrkovitý vytláčaný výrobok opúšťajúci vytláčacie zariadenie, a s hrúbkou steny, ktorá je redukovaná v porovnaní s hrúbkou steny uvedeného vytláčaného výrobku.

Vonkajšie podperné valce 20, ktoré môžu byť pripojené k hnaciemu mechanizmu na zlepšenie možností riadenia procesu, sú pri tŕni 15, na tesnejšie spojenie rúrkovitého člena proti uvedenému tŕňu a kalibračné zariadenie 21 je v dráhe rúrkovitého člena umiestnené v polohe, kde sa expandovala rúra. Kalibračné zariadenie 21 tvorí kanálik určujúci vonkajší priemer konečného rúrkového člena a zabezpečuje chladenie rúrkového člena dodávaním studenej vody, ktorá sa distribuuje po vonkajšom povrchu rúrkovitého člena cez otvory 22 v povrchu kalibračného zariadenia, ktoré sa uvádza do záberu pohybom rúrkovitého člena. V ďalšom uskutočnení sa kalibračné zariadenie môže vynechať, a nahradiť konvenčným zvlňovacím členom, ak sa majú vyrábať zvlnené orientované rúry.

Chladenie rúrkovitého člena je postačujúce na tuhnutie polymérneho materiálu tak, aby rúrkovitý člen pri výstupe z kalibračného zariadenia 21 tvoril tuhú rúru v smere dolu od kalibračného zariadenia. Navíjacie zariadenie 23 uvádza do záberu vonkajší povrch pevnej rúry a pracuje tak, aby uviedlo rúru do axiálneho pohybu. Rýchlosť navíjacieho zariadenia by mala byť výhodne nastavitelná tak, aby sa pozitívna ťažná sila, uvádzajúca rúru do pohybu, dala regulovať. Je potrebné spomenúť, že ťažná sila môže byť v špecifických prípadoch tiež negatívna, pretože rúra postupuje kratšie počas expanzie, ak nie je ťahaná.

Po priečnom rozťahovaní aspoň čiastočne zosieťovaného olefínového (ko)polymérneho materiálu expanziou rúrkovitého člena medzi tŕňom 15 a kalibračným zariadením 21 a po axiálnom rozťahovaní rúry spôsobeným navíjacím zariadením 23., finálna rúra bude mať výhodne vzájomný pomer medzi hrúbkou steny a priemerom, ktorý je najmenej 1 : 100, výhodne okolo 2 : 100 alebo väčší, napríklad väčší ako alebo rovný 3 : 100. Priečne rozťahovanie rúrovitého materiálu spôsobuje orientáciu olefínového (ko)polymérneho materiálu v priečnom smere a toto rozťahovanie bude v rozsahu od 25 % do 400 % a výhodne okolo 100 %. Axiálne rozťahovanie rúrového materiálu bude výhodne v rozsahu od 0 % do 400 %, predovšetkým výhodne okolo 30 % a spôsobuje orientáciu olefínového (ko)polymérneho materiálu v axiálnom smere. Pri dvojsmerovej orientácii (ko)polymérneho materiálu je zlepšená pevnosť rúr a pri aspoň sčasti zosieťovanom (ko)polymérnom materiále v čase uskutočňovania orientácie môže byť takáto orientácia účinná a uchováva sa v širokom teplotnom rozmedzí, typicky od 135 ’C do 250 ‘C.

Ďalšie zosieťovanie môže byť uskutočňovať po expanzii rúrkového člena na expandovanú rúru v polohe medzi kalibračným zariadením 21 a balónovou vložkou 18. Toto sa môže uskutočniť napríklad použitím gama žiarenia alebo elektrónového žiarenia na rúru, ale výhodne sa dosiahne pomocou zahrievania vytlačenej rúry v uvedenej polohe, za predpokladu, že je ponechané postačujúce množstvo zosieťovacieho činidla v materiále po počiatočnom zosieťovaní, ktoré sa dosiahlo zahrievaním (ko)polymérneho materiálu v dvojdielnych formách.

Takéto znovuzahrievanie sa môže uskutočňovať pomocou cirkulačných súprav zahrievavaných kaskádových polovíc formy, ako bolo opísané vyššie, a následným kalibrovaním a chladením medzi kalibračným zariadením 21 a balónovou vložkou 18,. Ďalšie zosieťovanie po orientácii (ko)polymérneho materiálu môže poskytnúť zvýšenie dimenzionálnej stability proti vratnému procesu orientácie pri vyšších teplotách.

Zahrievanie rúrkového člena bezprostredne smerom dolu od vytláčacej hlavy sa môže vynechať, ak sa (ko)polymérny materiál dostatočne zahrieva vo vytláčacom zariadení tak, aby si uchovával potrebnú teplotu počas dostatočného časového obdobia, na zosieťovanie na požadovaný stupeň, ktoré sa uskutoční pred orientáciou. Je treba tiež uviesť, že sa môžu použiť ďalšie prostriedky na udržiavanie teploty vytláčaného rúrkovitého člena alebo opätovné zahrievanie rúry, než ako je zahrievanie cirkulačných polovíc formy, napríklad zahrievaci kúpe! alebo dielektrické vyhrievanie. Avšak cirkulačné polovice formy sa uprednostňujú, napríklad pri výrobe orientovaných rebrovaných rúr.

Radiálna expanzia vo vnútri dýzy

Voľná radiálna expanzia rúrkového člena sa používa vo vyššie opísanom uskutočnení, avšak expanzia sa tiež môže uskutočňovať cez tŕň vo vnútri plášťa alebo podobného zariadenia obklopujúceho rúrkový člen, ako je znázornené na obr. 2.

Trn 11 je výhodne podoprety vytlacacim zariadením, aby sa vylúčili podpery rozdeľovača, v materiále, ktorý sa začína udržiava konštantný alebo sa zväčšuje, pokým sa začne finálna ktoré zanechávajú mierne kazy zosieťovávať. Priemer tŕňa sa kontinuálne alebo po krokoch expanzia na hlave tŕňa 11B.

Je dôležité, aby sa zamedzilo prúdu tepla z horúcich lisovacích foriem 10, 11 a aby nedosiahol oblasť nízkej teploty zariadenia pozostávajúceho z vytláčacieho stroja a vstupu do dýzy. Ak je to potrebné, je treba zabezpečiť vhodnú izoláciu. Typický teplotný rozdiel medzi koncom závitovkového vytláčacieho stroja a najhorúcejšou časťou zariadenia je 50 'C alebo viac.

V formy prúdu materiál uskutočnení znázornenom hlavy tŕňa 11B, ktorá rúrkového vytláčaného radiálne expanduje na obr. 2 je tŕň 11 rozšírený do sa kužeľovito rozširuje v smere výrobku 12 čím sa vytláčaný tak, aby rozťahoval plastický materiál v priečnom smere. Kužeľovitá časť hlavy tŕňa 11B spája valcovitú časť na vnútorné kalibrovanie rúry, vytvorenej expanziou rúrkovitého vytláčaného výrobku. Hlava tŕňa má teda v podstate obrys tvaru S. Vhodné uhly kužeľovitej časti závisia od rýchlosti vytláčania. Vhodné hodnoty sa pohybujú v rozsahu od 5 stupňov do 30 stupňov. Väčšie uhly môžu lahko viesť k prílišnému zrýchleniu deformačnej rýchlosti, čo môže spôsobiť znehodnotenie vlastností orientovaného výrobku. Praktické použitie a uprednostňovaná rýchlosť deformácie je v rozsahu od 0,002 do 5 s^-1. Hubica 10 je predĺžená tak, aby tvorila plášť 10A uzatvárajúci rúrkový vytláčaný výrobok pri prechode z vytláčacieho stroja do a cez kužeíovú časť hlavy tŕňa 11B. Teda, dá sa vidieť, že hlava tŕňa 11B a plášť 11A definujú priestor pre radiálnu expanziu cez ne prechádzajúceho rúrkového vytláčaného výrobku. Povrch definujúci uvedený priestor môže byť potiahnutý materiálom s nízkym trením, ako je napríklad polytetrafluóretylén.

Radiálna expanzia na tŕni po dýze

V tomto uskutočnení plášť znázornený na obr. 2 môže byť koncovkou v bode, kde začína kuželová časť. V tomto prípade v tesnej blízkosti hlavy tŕňa 11B môžu byť valce, regulujúce rýchlosť. Plášť 10A môže byť vybavený elektrickými vyhrievacími členmi na svojej vonkajšej strane, na vyhrievanie rúrkového vytláčaného výrobku , ktoré môže byť potrebné na to, aby sa uskutočnilo požadované zosieťovanie, keď rúrkový vytláčaný výrobok prechádza cez plášť. Ďalšie zosieťovanie v tomto prípade sa dá ľahko dosiahnuť predĺžením vyhrievanej dĺžky hlavy tŕňa 11B. Okrem toho koncová časť plášťa 10A sa môže ochladiť, aby poskytovala lesklý vonkajší povrch rúry a z dôvodu zabránenia (prevencie) nadmerného napučiavania dýzy. Tiež hlava tŕňa 11B sa môže zahrievať cez svoju kužeľovito rozšírenú časť a môže sa ochladiť smerom dolu od uvedenej časti pomocou série rozdielnych chladiacich obvodov. Chladenie je potrebné z dôvodu zmrazenia orientácie ale tiež preto, že poskytuje dobrú konečnú povrchovú úpravu vnútrajšku výrobku. V priebehu procesu je kritickým parametrom vylúčenie toku prerušovaného sklzu a korekcia teplôt plochy šmyku je podstatné na udržiavanie klzných vlastností.

Nastaviteľná tyč 19 je pripojená k hlave tŕňa 11B a ukotvuje balónovú vložku 18 k vytláčaciemu stroju, uvedená hlava je umiestnená na vstupnom konci navíjacieho zariadenia 23. Tak ako vo vyššie opísanom uskutočnení, v tyči 19 sú kanáliky na dodá vanie plynného média, ako je vzduch alebo inertný plyn, ktorý sa pod tlakom dodáva do balónovej vložky 18 a do vnútornej časti rúry vytvorenej po expanzii rúrkového člena. Medzi hlavou tŕňa 11B a balónovou vložkou 18 sú vtoky 24 na vstrekovanie chladnej vody nad rúrou, a to jednak keď prechádza cez kuželovú časť hlavy tŕňa 11B a taktiež keď opúšťa uvedenú časť, na vytuhnutie kalibrovanej rúry.

Výhodou opísaného procesu s tŕňom je, že sa môže jednoducho použiť na obidva prípady, a to pri vnútorne kalibrovaných rúrach (rozšírenie chladenia hlavy tŕňa 11B) a na vonkajšie kalibrované rúry (s podobným usporiadaním, ako je znázornené na obr. 1). Potreba vložky 18 závisí čiastočne tiež od mazacieho systému. Vo výhodnom usporiadaní stlačená kvapalina medzi vložkou 18 a hlavou tŕňa 11B, ktorá sa môže použiť na tlačenie ešte stále mäkkého člena proti vonkajšiemu kalibrátoru, môže pôsobiť ako mazadlo, prinajmenšom pri štartovacej fáze, medzi vnútornou časťou člena a vonkajšou stranou tŕňa a prípadne vložkou.

Zosieťovací proces sa môže iniciovať už na konci vytláčacieho zariadenia, napríklad vo vnútri dýzy 10, vhodnými prostriedkami, napr. pomocou UV, ak je dýza 10 vyrobená zo skla. Môže sa teda použiť radiačné zosieťovanie alebo zosieťovanie lúčom elektrónov. Prevažná časť zosieťovania sa uskutočňuje v dýze alebo v dvojdielnych formách. Presný bod, v ktorom začína chladenie člena po expanzii, sa môže vybrať s ohladom na požadované zosieťovanie v expandovanom stave. Dlhá horúca sekcia v hlave tŕňa 11b slúži účelu sekundárneho zosieťovania výrobku, aby sa tým zvýšila jeho dimenzionálna stabilita.

Známe spôsoby rozťahovania plastických rúr, napríklad spôsob opísaný v nemeckom patente DE 23 57 210, velmi často zahrňujú úplne dlhý kuželový tŕň. Na dosiahnutie vysokého stupňa orientácie by mohla byť zaujímavá kratšia kuželová časť. Na druhej strane, ak sa orientácia uskutočňuje voíne, napríklad pomocou rozdielnych tlakov v stenách rúrkového člena, potom uvedený člen prijíma S-tvarovú krivku, ktorá je znázor nená v EP 0563 721, kde sa táto používa na voľnú expanziu po dýze, rovina rezu je uzatvorená do vnútorného hyperbolického alebo parabolického tvaru. Tento tvar sa dá často pozorovať pri vyfukovaných fóliách a je výsledkom rovnováhy modulu, rýchlosti vyťahovania, teploty, hrúbky stien a odťahovacieho pomeru.

Prekvapujúco, tento tvar je tiež efektívny ako forma tŕňa v uzatvorenom dýzovom systéme podľa predloženého vynálezu, ako je znázornené na na obr. 3.

Bez toho, aby sme sa chceli viazať na akékoľvek teórie, je zrejmé, že prípadné hydraulické mazacie činidlo, ktoré sa môže injektovať na oboch stranách rúrkového člena, tvorí s touto formou prirodzený, dobre vyvážený hydrodynamický pružný podklad. Výhodou tejto formy je to, že pravdepodobnosť vyťahovania materiálu na tŕni sa zníži. Toto sa zistilo ako výhodné v prípadoch, kde sa nepoužívajú žiadne mazacie činidlá ale stabilný tvárnikový tok sa dosiahne pomocou povliekania alebo použitím vnútorných mazadiel. Tendenciu materiálu s vysokou molekulovou hmotnosťou tiecť spôsobom takzvaného prerušovaného sklzu je potrebné minimalizovať tak ako je to možné. Pri analýzach vytláčaných rúr sa pozorovalo, že nevyhovujúce rúry takmer neustále vykazovali tokový vzor na svojom povrchu (neporozovateľný voľným okom) ktorý, ako sa stanovilo pomocou Fourierovej transformačnej analýzy, vykazoval amplitúdu 0,8 mm alebo viac. Pri vyhovujúcich rúrach so stabilným tvárnikovým tokom v lisovacej forme sa takéto vzory nenašli. V takýchto prípadoch môžu byť primerané povlaky, ktoré majú dobré mazacie vlastnosti, napríklad polytetrafluóretylén. Nízke trenie v oblasti tvarovacieho zariadenia je pre proces výroby dôležité. Veľmi dobré výsledky sa dosiahli pri použití tvarovacieho zariadenia, ktoré má drsný kovový povrch, ktorý má diamantu podobný povrch (Diamond like surface, DLC), v ktorom sa akékoľvek nepravidelnosti zaplnia Teflonom.

Kvapalné povlaky sa môžu použiť, ale v zásade majú veľmi obmedzenú trvanlivosť. Hydraulické mazacie činidlá, napríklad silikónový olej alebo glykol, môžu však poskytovať vynikajúce výsledky. Teda, vnútorné mazadlá polymérneho materiálu môžu byť účinné. Vhodné vnútorné mazadlá závisia od materiálu, ktorý sa má spracovávať, avšak môžu sa použiť napríklad Acuflow (ochranná známka), fluórované gumovité zlúčeniny ako Viton (ochranná známka) alebo Dynamar (ochranná známka).

Obr. 3 znázorňuje vytláčaciu linku, pričom polymérny materiál je orientovaný alebo súosovo usporiadaný v plastickom stave, pred zosieťovaním a konečnou orientáciou.

Kužeľovité vytláčacie zariadenie 31, ako je napríklad opísané v európskom patentovom spise EP 0422 042, je znázornené schématicky. Toto vytláčacie zariadenie môže umožňovať podopretie tŕňa pomocou vytláčacieho zariadenia ako sa uprednostňuje pri určitých uskutočneniach podlá vynálezu. Okrem toho, vytláčacím zariadením sa môže vyrábať viacnásobne vrstvený výrobok, ak sa to požaduje. Môžu sa prirodzene použiť čťalšie vytláčacie zariadenia, ak je to vhodné.

33a a 33b predstavujú schématicky rozdielny materiál dávkovaný do vytláčacieho zariadenia a 32 je rotačná dvojitá závitovka.

Cez vytláčacie zariadenie je k tŕňu 41 pripojený dutý hriadeľ 42. Axiálny pohyb hriadeľa sa môže nastavovať pomocou matice 44.

Teplota materiálu vo vytláčacom zariadení sa udržiava pod reakčnou teplotou (teplotou zosieťovania) až po štrbinu 43 vytláčacieho zariadenia.

Po vývode 43 vstupuje polymérny materiál 34 do tvarovacieho zariadenia 35 definovaného tŕňom 41 a vonkajším plášťom 48. V tejto sekcii sa priemer tŕňa 41 zvyšuje, aby sa takto orientovali molekuly polymérneho materiálu. Na začiatku sa však teplota udržiava zásadne pod reakčnou teplotou.

Okolo stredového bodu tŕňa 4i, alebo smerom ku koncu jeho kužeíovej časti, sa teplota polymérneho materiálu zvyšuje použitím ohrievačov 46 okolo obklopujúceho vonkajšieho plášťa 48. Okrem toho, alebo alternatívne, ohrievače môžu byť umiestnené vo vnútri tŕňa 41 (neznázornené). Môže sa použiť akýkoívek vhodný spôsob vyhrievania, napríklad vonkajší plášť môže obsahovať sekcie z materiálu transparentného pre IR alebo RF radiáciu z vhodných vyhrievacích zdrojov, v tejto vyhrievacej časti sa začína reakcia. Reakčný čas sa môže stanoviť dĺžkou valcovitej druhej časti tŕňa 41a. V niektorých prípadoch sa môže valcovitá časť 41a vynechať alebo nahradiť časťou ktorá má plynulé alebo po krokoch sa zvyšujúci priemer.

Polymérny materiál opúšťa štrbinu 35a tvarovacieho zariadenia a vstupuje do vstupného konca 36a dýzovej štrbiny 36b dýzy 36 vytláčacieho zariadenia.

Dýza 36 vytláčacieho zariadenia obsahuje konečný orientačný tŕň 45, ktorý je pripojený ku tŕňu 41 a je tiež vyhrievaný. Tŕň 45 má plynulé sa zvyšujúci priemer a zakrivený, v podstate parabolický vonkajší povrch, ako je znázornené. Alternatívne, celá kužeíová dýza môže byť taktiež plynulé kuželovitá, so zvyšujúcim sa priemerom, z oblasti toku A1 do oblasti toku A3, napríklad majúca uhol od asi 3 do 30 stupňov.

Dýza vytláčacieho zariadenia môže byť prípadne vybavená prostriedkami na reguláciu teploty, ktoré udržiavajú v dýzovej štrbine axiálny teplotný gradient zostupujúci v smere toku cez strednú teplotu dýzy, ktorá sa rovná bežnej teplote tavenia polymérneho materiálu tak, že vytuhnutie polymérneho materiálu sa bude inhibovať vo vstupnom konci 36a dýzovej štrbiny a môže sa iniciovať vo vnútri dýzovej štrbiny 36b, napríklad smerom k dýzovému výstupu 37.

Vyhrievaný tŕň 45 je pripojený k chladiacemu tŕňu 47, ktorý udeíuje hladkú vnútornú stenu vytláčanému výrobku a tiež zmrazuje orientáciu v polymérnom materiále. Z podobných dôvodov je vonkajší plášť 48 vybavený krátkymi chladiacimi krúžkami 49 na výstupe 37 dýzy.

V tomto príklade, oblasť toku A1 vo výstupe vytláčacieho zariadenia je v podstate taká istá ako oblasť toku A2 v tvarovacích prostriedkoch výtokovej štrbiny a A3 vo výstupe dýzy, a táto konfigurácia, v ktorej nie je v podstate žiadne zvýšenie v prierezovej ploche toku sa uprednostňuje. Avšak v určitých prípadoch plochy A2 a A3 môžu byť menšie ako A1. V zásade, plochy toku A2 a A3 sú od 0,9 do 2,0-násobku v porovnaní s plochou Al. Výhodné usporiadanie je také, že je obmedzovaná prirodzená tendencia orientovaného polymérneho materiálu stratiť svoju molekulovú orientáciu radiálnym napučiavanim.

Keď polymérny materiál opúšťa výstup 37 dýzy (v A3), môže sa tu ešte stále uskutočňovať zosieťovací proces. Toto môže byť užitočné, pretože takto sa môže znižovať tendencia opätovného zmraštenia.

Po opustení výstupu 37 dýzy sa vytláčaná polymérna rúra dostane do kontaktu s chladiacim tŕňom 47 a z chladiaceho tŕňa, polymérna rúra vstupuje do kalibračného puzdra 50. Vo vnútri kalibračného puzdra 50 alebo v jeho susedstve je rúra podopretá vložkou balónového typu (neznázornené), z dôvodu vyvolania tlaku kvapaliny voči kalibračnému puzdru. Aby sa znížilo trenie voči stene kalibračného puzdra, môže sa použiť vodné mastenie. Kalibračné puzdro samotné môže mať vrúbkovaný vnútorný povrch, ktorý môže byť pokrytý napríklad povlakom znižujúcim trenie, ako je Teflon alebo diamant.

Odvíjací a chladiaci zásobník zariadenia majú konvenčný dizajn a nie sú znázornené na obrázku.

Orientácia počas tvarovania vstrekovaním

Obr. 4 znázorňuje príklad vhodného zariadenia na tvarovanie vstrekovaním zosieťovaných polymérnych plastických kolien rúr. Zariadenie na tvarovanie vstrekovaním 60 obsahuje teleso 66 obklopujúce tŕň 61, 62, 63 v troch sekciách. Prvá sekcia 61 tŕňa poskytuje neorientovaný vnútorný rozmer kolena rúry. Druhá sekcia 62 je vyhrievaná kužeľovitá sekcia, pričom plastický materiál sa radiálne expanduje a orientuje. Tretia sekcia je vyhrievaná valcovitá sekcia, pričom sa môže uskutočňovať ďalšie zosieťovanie plastického materiálu. Plastický materiál sa dostáva do kanálika 64, medzi telesom 61 a prvou sekciou 61 a dopravuje sa pomocou závitovky vytláčacieho stoja (neznázornená) do kanálika 67 pomocou kuželovitého kanálika 62a, medzi telesom 66 a oblasťou tŕňa 62, v ktorej je orientovaný. Orientovaný a zosieťovaný plastický materiál sa dostáva do kanálika 67 a potom, nútený činnosťou piesta 65 (znázornený vo svojej stiahnutej polohe), do vstrekovacej formy 70. Forma má typ koncového vtoku ústia 72 do dutiny formy 68 a má jadro 69. Ako je znázornené, forma má tiež hrdlovú sekciu kolena rúry 71, ktorá môže byť vybavená skladacím zasúvacím jadrom (neznázornené).

Podobné zariadenie môže byť poskytnuté, v súlade s predloženým vynálezom, na výrobu orientovaných vyfukovaných výrobkov. V tomto prípade sekcia tŕňa 63, jadro 69 a skladacie zasúvacie jadro hrdlovej sekcie 71 môžu byť nahradené stlačitelnou kvapalinou.

Príklady ďalšieho vytláčacích o zariadení, ktoré sa môžu použiť na výrobu a nimi vyrábaných výrobkov, spôsobom podlá vynálezu, sú opísané v našich súbežne platných medzinárodných prihláškach vynálezu PCT/FI96/00261 a PCT/FI96/00359, ktorých plné znenie je tu zahrnuté ako odkaz pre všetky uskutočnenia.

Na obr. 5 (a) a (b) sú vo fragmentoch schématicky zobrazené prierezy častí dvoch zariadení na výrobu kovových/plastických kombinovaných rúr. Na obr. 5 (a) je vytláčaný zosieťovaný predtvarok 80 vystupujúci z výstupu dýzy 81 vytláčacieho zariadenia, tlačený proti kovovej rúre 82 pomocou kuželového vyhrievaného tŕňa 83.. Vyhrievaný tŕň zvyšuje teplotu predtvarku na teplotu zosieťovania a súčasne orientuje plastický materiál predtvarku, udelovaním priečnej orientácie. Kovová rúra je formovaná špirálovitým navíjaním kovového pásika a zváraním alebo mechanickým spájaním bočných hrán 84 pásika. Kovová rúra sa môže prepravovať rovnakou rýchlosťou ako je rýchlosť vytláčania, alebo rýchlejšie, ak sa uvažuje o udelení axiálnej orientácie plastického materiálu.

Obr. 5 (b) znázorňuje alternatívne zariadenie, v ktorom sa vytvára orientovaná plastická rúra 90 vytláčaním zosieťovateľného predtvarku plastického materiálu z dýzy 91 vytláčacieho zariadenia, zosieťovanie a súčasne udelovanie priečnej orientácie predtvarku plastického materiálu pomocou kuželového vyhrievaného tŕňa 92. Vonkajšia kovová alebo vláknami obohatená plastická rúra 94 sa vytvára cez orientovanú plastickú rúru špirálovitým navíjaní pásika 93 kovu alebo (vláknami obohateného) plastického materiálu vhodného prierezu.

Materiály

Kryštalickým alebo semikryštalickým termoplastickým materiálom môže byť napríklad olefínový (ko)polymér, ktorý v rámci tejto špecifikácie zahrňuje olefínové homopolyméry, kopolyméry alebo tavné zmesi dvoch alebo viacerých (ko)polymérov, ktoré bud ako samotné alebo následkom tavenia zmesi majú požadované charakteristiky napätia odvíjania, molekulovej hmotnosti a dis tribúcie molekulovej hmotnosti. Olefínové (ko)polyméry, ktoré sú výhodné na vytláčanie, by mali mať špecifickú hmotnosť najmenej 900 kg/m³, výhodnejšie nad 920 kg/m³, a predovšetkým výhodne od 930 do 960 kg/m³. Definícia polyetylénu v tomto kontexte zahrňuje kopolyméry etylénu s

1-alkénu obsahujúceho 3 alebo viac atómov najviac 5 % hmotn. uhlíka. Vo výhodnom uskutočnení, ako je opísané nižšie, s prídavkom organických peroxidov, na zosieťovanie počas vytláčania, a je materiálom HD polyetylén ako zosieťovacích činidiel fenolových antioxidantov.

Výhodné prídavky peroxidov a antioxidantov sú pre každý od 0,1 do 1,5 % hmotn., vzhladom na polymérny materiál, predovšetkým výhodne 0,3 až 0,5 %.

V zásade, materiálom, ktorý sa má zosieťovať alebo vulkanizovať môže byť akýkolvek zosieťovatelný vytláčatelný materiál, ako sú polyolefíny, kopolyméry etylénu, vinylové polymé ry, polyamidy, polyestery, polyuretány, fluoridované polyméry alebo kopolyméry a elastoméry, predovšetkým etylénovopropylénové elastoméry a niektoré syntetické zlúčeniny gumové zmesi. Výhodne je orientovateľným kryštalickým alebo semikryštalickým termoplastickým polymérnym materiálom semikryštalický polymér, ako polyetylén, polypropylén alebo polyvinylidénfluorid, amorfný kryštalický polymér, ako polymetylmetakrylát alebo kryštalizovateľný polymér, ako polyvinylchlorid, polyestery alebo polykarbonáty. Východiskové materiály môžu byť v granulovanej alebo práškovej forme.

Využiteľné polyméry, ktoré sa môžu zmiešať s orientovateľným termoplastickým základným materiálom (predovšetkým polyolefínovým základným materiálom) pred vytláčaním, na zlepšenie vlastností finálneho orientovaného výrobku, zahrňujú napríklad etylénvinylacetát, EPDM-termopolyméry, polybutadiény, kopolyméry izobutylénov s konjugovanými diénmi, mono- a polyfunkčné akryláty a metakryláty, parafínové vosky, maleináty, predovšetkým ricínoloxazolín maleinát (OXA), maleinanhydrid, styrén a ďalšie.

Typickými zosieťovacími činidlami sú rozličné peroxidy, ako dikumylperoxid a niektoré dimetylakryláty a azozlúčeniny. Taktiež silány sa môžu použiť ako zosieťovacie činidlá na zosieťovanie materiálu častí finálneho produktu vo vodnej peci. Na vonkajšej strane produktu je využiteľný tiež systém iradiácie alebo fotoiniciácie. Ktorýkoľvek spôsob sa použije, môže byť výhodným zahrnúť tiež jeden alebo viac ko-vytvrdzovacích činidiel, napríklad polynenasýtených monomérov, ako je trialyl-kyanurát, dialyl-ftalát, benzochinón a etylénglykoldimetylakrylát. Zosieťovacie činidlo sa výhodne pridáva k polymérnemu materiálu v množstve najmenej 0,01 % hmotn., výhodnejšie od 0,1 do 5 % hmotn., najvýhodnejšie od 0,1 do 1,5 % hmotn., napríklad od 0,3 do 0,5 % hmotn..

Pri pridaní plnidiel, ako sú vlákna alebo vločky (napríklad sľuda) do zosieťovacích vrstiev alebo do nezosieťovacích vrstiev alebo len do niektorých vrstiev, sa napríklad môže

- 47 odolnosť produktu proti deformácii pri zvýšených teplotách (HDT) zvýšiť. Môžu sa použiť akélvek vhodné nespojité vlákna. Vlákna, ktoré obohacujú základný materiál v zásade obsahujú vlákna s priemerným pomerom 10 až 3000. Sú vhodné rozličné typy organických a anorganických vlákien, či už vo forme monofilu alebo spletenej forme. Ilustratívne príklady postačujúcich nespojitých vlákien zahrňujú polyamid, umelý hodváb, polyester, sklo, azbest, nehrdzavejúcu ocel, uhlík, wolastonit a keramické vláknité monokryštály. Typickými použitými množstvami sú množstvá od 10 do 30 %.

Príklady použitia laminárnych plnidiel zahrňujú sľudu, mastenec a grafitové vločky. Môže sa tiež zahrnúť krieda, oxid kremičitý a popolček. Množstvo plnidla alebo vlákna, ktoré sa môže výhodne začleniť závisí od povahy plnidla, ale účelne sa môže začleniť množstvo až do 50 %. Predovšetkým využiteľnými plnidlami sú napríklad také plnidlá, ktoré spôsobujú vodivosť polyméru, ako je uhlíková čerň, reagujú na dielektrický ohrev, ako je indukcia alebo mikrovlnný ohrev, alebo sú prirodzene (fero)magnetické.

Pozornosť čitateľa treba upriamiť na všetky články a dokumenty, ktoré sú podané spoločne s alebo pred touto špecifikáciou, v súvislosti s touto prihláškou a ktoré sú sprístupnené na preskúmanie pre verejnosť spolu s touto špecifikáciou, a obsah všetkých takýchto článkov a dokumentov je tu začlenený vo forme odkazu.

Všetky charakteristické znaky opísané v tomto dokumente (vrátane pripojených nárokov, abstraktu a výkresov) a/alebo všetky všetky kroky ktoréhokoľvek spôsobu alebo postupu tu uvedených, sa môžu kombinovať akýmkoľvek kombinačným postupom s výnimkou takých kombinácií, pri ktorých najmenej niektoré z týchto charakteristických znakov a/alebo krokov sa navzájom vylučujú.

Každý charakteristický znak uvedený v tomto dokumente (vrátane pripojených nárokov, abstraktu a výkresov), sa môže nahradiť alternatívnymi charakteristickými znakmi slúžiacimi tomu istému, ekvivalentnému alebo alternatívnemu účelu, pokým nie je výslovne uvedené inak. Teda, pokým nie je výslovne uvedené inak, každý charakteristický znak je iba jedným príkladom spoločných sérií ekvivalentných alebo podobných charakteristických znakov.

Vynález nie je obmedzený na podrobnosti vyššie uvedených uskutočnení. Vynález zahrňuje tiež ktorýkoľvek nový charakteristický znak alebo ktorúkoľvek novú kombináciu charakteristických znakov uvedených v tomto dokumente (vrátane pripojených nárokov, abstraktu a výkresov), ktorýkoľvek nový krok alebo ktorúkoľvek novú kombináciu krokov ktoréhokoľvek spôsobu alebo postupu tu uvedených.

Claims

1. Spôsob vytvárania a kontinuálneho orientovania produktu obsahujúceho kryštalický alebo semikryštalický termoplastický polymérny materiál (materiály) pri teplote vyššej ako je teplota tavenia kryštálov uvedeného materiálu (materiálov), vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kroky:

- plastifikáciu a tvarovanie takto pripraveného predtvarku polymérneho materiálu (materiálov), pri teplote, ktorá nie je dostatočne vysoká na aktiváciu reakcie uvedenej reaktívnej látky (látok);

- zníženie mobility molekúl vo vrstve (vrstvách), ktoré sa majú orientovať, aktiváciou chemickej reakcie medzi chemicky reaktívnou zlúčeninou (zlúčeninami) a polymérnym materiálom (materiálmi), obsahujúce k nim pridané chemicky reaktívne látky, keď polymérny materiál (materiály) ešte stále je/sú v roztavenom stave;

á/

- vyvolanie strihu najmenej ku produktu, vrstve (vrstvám), pásikom alebo segmentom, ku ktorým sa pridala chemická látka (látky) a/alebo rozťahovanie ešte stále mäkkého, najmenej čiastočne zreagovaného predtvarku v dvoch smeroch, súčasne alebo po krokoch, toto rozťahovanie zahrňuje axiálny ťah na účinnú orientáciu materiálu v pozdĺžnom smere predtvarku a/alebo radiálne rozťahovanie na účinnú orientáciu materiálu v obvodovom tangenciálnom smere predtvarku;

2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená chemicky reaktívna zlúčenina (zlúčeniny) reaguje s polymérnym materiálom (materiálmi) tak, že nové molekuly majú zníženú pohyblivosť v roztavenom stave z dôvodu stérickej zábrany.

3. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že uvedená chemicky reaktívna zlúčenina (zlúčeniny) obsahuje zosieťovacie činidlo, ktoré má schopnosť zosieťovať reťazce molekúl polyméru.

4. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že reakcia, ktorá sa požaduje na to, aby sa materiál dostal do trvalo orientovaného stavu, je aktivovaná dodatočným zahrievaním alebo ožiarením po počiatočnej termoplastickej orientácii.

5. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pohyblivosť molekulového reťazca je znížená najmenej v jednej z vrstiev blízkej k alebo v jednej z vrstiev, ktorá sa má orientovať, pridaním anorganických alebo organických vločkovitých minerálnych látok alebo vlákien

Λ/ alebo takého materiálu, ktorý bude fibrilovaný v priebehu orientácie.

6. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že odolnosť proti trhaniu taveniny predtvarku, ktorá sa požaduje na axiálnu a radiálnu orientáciu, je zlepšená pridaním k jednej alebo v viacerým častiam produktu organických a/alebo anorganických plnidiel, napríklad vlákien alebo vločkovitých minerálnych látok, ktoré môžu byť taktiež orientované a ktoré pôsobia ako nukleačné činidlá pre orientované kryštálity, ak sa primiešajú k materiálu v orientovanej vrstve.

7. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že najmenej k vrstvám blízkym ku alebo ku každej vrstve, ktorá sa má orientovať, sa pridajú vlákna a/alebo minerálne látky, ktoré reagujú na dielektrický ohrev, a tento ohrev sa používa na rýchle zvýšenie teploty vo vrstve obsahujúcej reaktívnu zlúčeninu (zlúčeniny) na aktiváciu reakcie (reakcií).

8. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že najmenej k vrstvám, ktoré sa nemajú orientovať, sa pridajú organické a/alebo anorganické vlákna alebo vločkovité minerálne látky až do 10 až 50 % hmotn. a/alebo uvedená vrstva sa ďalej zosieťuje rovnakým spôsobom zosieťovania ako počas orientácie alebo iným spôsobom, v priebehu spôsobu a po ňom dosiahne konečné rozmery na dodatočný obsah hladiny gélu až do 80 %.

9. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že predtvarok sa najskôr rozťahuje v termoplastickom stave, aby sa získal štrukúrovaný molekulárny reťazec a následne usporiadava a potom opäť počas/po reakčnej fáze, a jeho celkové roztiahnutie, najmenej v axiálnom smere, je až do 600 %.

10. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že predtvarok sa najskôr vytláča ako rúrkový člen, ktorého vzájomný pomer medzi hrúbkou stien a priemerom je väčší ako 2 : 100 a axiálna a priečna orientácia sú v tej istej alebo v rozličných vrstvách produktu.

11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že rúrkový člen je po počiatočnej orientácii vo vnútri vytláčacieho zariadenia vystavený voľnej axiálnej a/alebo radiálnej expanzii, ktorá je uľahčená udržiavaním rozdielneho tlaku kvapalín po celej stene rúrkového člena.

12. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že výrobok sa vyfukuje a po opustení sústavy dýz sa predtvarok ďalej rozťahuje a orientuje fúkaním do dutiny a vnútorný pretlak sa dodáva do dutiny cez vytláčacie zariadenie.

13. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že výrobkom je vstrekovaný výrobok.

14. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že predtvarok je tlačený počas ďalšieho zosieťovania proti forme (formám), ktoré sa môžu pohybovať s uvedeným členom a uvedené formy sa zahrievajú, tak aby sa materiál udržiaval na zosieťovacej teplote.

15. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že orientácia sa uskutočňuje vo vnútri uzatvorenej dýzy.

16. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11 a 15, vyznačujúci sa tým, že predtvarok je vystavený radiálnej expanzii na kontinuálne alebo po krokoch sa zväčšujúcom tŕni, vyťahovaním predtvarku cez tŕň.

17. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, 15 a 16, vyznačujúci sa tým, že predtvarok je uzatvorený plášťom, ktorý

V sa buď vyhrieva alebo ochladzuje a materiál predtvarku, je tlačený vytláčacim tlakom cez otvor dýzy, definovaný uvedeným tŕňom a uvedeným plášťom, a materiál je radiálne a axiálne orientovaný vo vnútri otvoru dýzy a ďalšie axiálne vyťahovanie sa aplikuje na vytláčaný výrobok vystupujúci z otvoru dýzy.

18. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11 a 15 až 17, vyznačujúci sa tým, že predtvarok sa ochladzuje vo vnútri sústavy dýz s celkovým chladiacim tŕňom, rovnakého priemeru ako rozťahovací tŕň, a ktorý môže prečnievať cez sústavu dýz.

19. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11 a 15 až 18, vyznačujúci sa tým, že pohyblivosť molekulového reťazca je znížená a tým je znížené napučiavanie po opustení dýzy okamžitým miernym chladením predtvarku, vychádzajúceho zo sústavy dýz, pomocou vodného spreja alebo prúdom vzduchu, pred vstupom do kalibračného puzdra.

20. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 19, vyznačujúci sa tým, že rozsah, do akého je produkt zosieťovaný a orientovaný, je čiastočne regulovaný výberom počiatočného bodu chladenia vo vzťahu k bodu, v ktorom sa dosiahne konečný rozmer produktu, napríklad uzatvorením alebo aktiváciou obvodov chladiaceho média, pripojených ku plášťu a tŕňu, podľa nároku 16.

21. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 20, vyznačujúci sa tým, že plastickým materiálom, ktorý sa má zosieťovať, je zmes polyolefínov obsahujúca olefínový polymér s vyšším tavným pomerom alebo kopolymér, ktorý má priemernú molekulovú hmotnosť (Mw) v rozsahu od 30 000 do 1 000 000 g/mol a olefínový polymér s nižším tavným pomerom alebo kopolymér, ktorý má molekulovú hmotnosť vyššiu ako 600 000 g/mol, pričom rozdiel vo viskozite je najmenej desaťnásobný.

Λ/

22. Spôsob výroby orientovaného kryštalického alebo semikryštalického termoplastického polymérneho výrobku, ktorý zahrňuje:

(iv) reagovanie polymérneho materiálu alebo pred, počas alebo po vytvorení výrobku, alebo pred alebo počas orientácie, alebo po orientácii avšak pred tým, ako sa uskutočnilo podstatné uvoínenie orientácie, s použitím zosieťovacieho činidla, alebo s použitím očkovacieho činidla, pričom sa zvýši stérická zábrana pohybu polymérneho reťazca;

výsledný výrobok, ktorý má pevnosť v ťahu v smeroch orientácie väčšiu ako je pevnosť v ťahu neorientovaného výrobku vyrobeného z toho istého polymérneho materiálu.

23. Spôsob podlá nároku 22, vyznačujúci sa tým, že výrobkom je predĺžený dutý výrobok.

24. Spôsob podlá nároku 22 alebo 23, vyznačujúci sa tým, že výrobkom je dutý rúrkovitý výrobok vytvorený vytláčaním.

25. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 24, vyznačujúci sa tým, že polymérny materiál sa vo vytláčacom zariadení zmieša so zosieťujúcim činidlom alebo očkovacím činidlom.

26. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 25, vyznačujúci sa tým, že výrobok má hrúbku stien väčšiu ako 0,8 mm, výhodne väčšiu ako 2 mm.

27. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 26, vyznačujúci sa tým, že výrobkom je rúrkovitý výrobok a orientácia sa uskutočňuje ako v pozdĺžnom tak i v priečnom smere.

28. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 27, vyznačujúci sa tým, že termoplastický kryštalický polymérny materiál sa v prvom stupni nechá reagovať so zosieťovacím činidlom alebo s očkovacím činidlom a potom sa podrobí strihovým silám a/alebo rozťahovaniu, aby sa v druhom stupni dosiahla orientácia materiálu.

29. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 27, vyznačujúci sa tým, že termoplastický kryštalický polymérny materiál sa podrobí stihovým silám a/alebo rozťahovaniu, aby sa v prvom stupni uskutočnila orientácia materiálu a potom sa v druhom stupni nechá reagovať so zosieťovacím činidlom alebo s očkovacím činidlom, pred tým, ako sa uplatní podstatné uvolnenie orientácie.

30. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov 22 až 27, vyznačujúci sa tým, že kryštalický termoplastický materiál sa súčasne podrobí strihovým silám a/alebo rozťahovaniu, aby sa uskutočnila orientácia materiálu a zosieťovaniu alebo očkovaniu, na zvýšenie stérickej zábrany pohybu polymérneho reťazca.

31. Spôsob podlá nároku 27, vyznačujúci sa tým, že kryštalický termoplastický materiál sa podrobí radiálnej expanzii, aby sa uskutočnila orientácia materiálu v priečnom smere.

32. Spôsob podľa nároku 28 alebo 29, vyznačujúci sa tým, že termoplastický kryštalický polymérny materiál sa nechá reagovať so zosieťovacím činidlom alebo s očkovacím činidlom vo vytláčacom zariadení alebo v dýze vytláčacieho zariadenia, stupeň zosieťovania polymérneho materiálu v bode, v ktorom vytláčaný materiál opúšťa dýzu je najmenej 2 %.

33. Spôsob výroby viacvrstvového rúrkového výrobku obsahujúceho orientovaný kryštalický alebo semikryštalický termoplastický polymérny výrobok, ktorý zahrňuje formovanie prvého materiálu do rúrkovej formy axiálnym ohýbaním alebo špirálovitým navíjaním platne prvého materiálu, a potom vyrovnávanie takto vytvoreného prvého vonkajšieho predtvarku s jednovrstvovým alebo viacvrstvovým druhým vnútorným predtvarkom obsahujúcim kryštalický alebo semikryštalický polymérny materiál, pričom uvedený polymérny materiál je podrobený strihovým silám a/alebo rozťahovaniu, aby sa uskutočnila orientácia polymérneho materiálu v pozdĺžnom alebo v priečnom smere a uvádza sa pri teplote rovnej alebo vyššej ako je teplota tavenia kryštálov, do kontaktu s vnútorným povrchom prvého predtvarku pri použití kužeľovitého nástroja za podstatného udržiavania orientácie uvedeného polymérneho materiálu.

34. Spôsob podľa nároku 33, vyznačujúci sa tým, že vonkajšia vrstva vnútorného predtvarku je tvorená adhezivnym plastickým materiálom, výhodne očkovaným PE, ktorý obsahuje speňovacie činidlo, a táto vonkajšia vrstva sa nechá speňovať najmenej do takého stupňa, že ked sa orientovaná vnútorná vrstva vnútorného predtvarku zmraští na svoj priemer pri teplote prostredia, spenená vonkajšia vrstva vyplní dutiny vytvorené medzi vnútorným povrchom vonkajšieho predtvarku a vonkajším povrchom uvedenej vnútornej vrstvy.

35. Spôsob podľa nároku 33 alebo 34, vyznačujúci sa tým, že uvedená spenená vonkajšia vrstva obsahuje tiež jedno alebo viac plnidiel, pričom modul spenenej vrstvy sa zvýši tak, že keď sa uvedená vnútorná vrstva vnútorného predtvarku podrobí tlaku, vnútorná vrstva je nesená vonkajším predtvarkom pomocou spenenej vonkajšej vrstvy.

36. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 33 až 35, vyznačujúci sa tým, že prvý materiál zahrňuje kovové fólie alebo pásiky.

37. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 33 až 36, vyznačujúci sa tým, že polymérny materiál sa vytláča v kontakte s prvým predtvarkom a prvý vonkajší predtvarok sa transportuje rýchlosťou, ktorá je vyššia ako rýchlosť vytláčania, pričom polymérny materiál prichádzajúci do kontaktu s prvým predtvarkom je podrobený axiálnemu rozťahovaniu a orientácii.

38. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 37, zahrňujúci charakteristiky nárokov 1 až 21.

39. Výrobok obsahujúci kryštalický alebo semikryštalický polymérny materiál, vyznačujúci sa tým, že najmenej časť produktu je zosieťovaná alebo obsahuje očkované bočné reťazce alebo koncové skupiny vytvárajúce stérickú zábranu a je trvalo biaxiálne orientovaná pri teplote prostredia, výrobok, ktorý má pevnosť v ťahu v smere orientácie vyššiu ako je pevnosť v ťahu neorientovaného výrobku vytvoreného z toho istého polymérneho materiálu.

40. Výrobok podľa nároku 39, ktorým je dutý predĺžený výrobok.

41. Výrobok podľa nároku 39 alebo 40, vyznačujúci sa tým, že uvedená časť tvorí jeden alebo viac pásikov pozdĺž osi produktu, výhodne v špirálovitej forme.

42. Výrobok podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že uvedená časť tvorí sústredené vrstvy okolo osi produktu.

43. Výrobok podľa nároku 40, vyznačujúci sa tým, že má stenu, ktorá obsahuje najmenej dve vrstvy, ktoré sú zosieťované rozdielnymi spôsobmi a ktoré vykazujú rozličné stupne orientácie.

44. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 43, vyznačujúci sa tým, že výrobok tvorí dutý geometrický profil, ktorého vzájomný pomer medzi hrúbkou steny a stredným priemerom je väčší ako 1 : 100, výhodne väčší ako 2 : 100.

45. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 44, vyznačujúci sa tým, že obsahuje orientovanú, zosieťovanú štrukturálnu vrstvu tvorenú z polyetylénu s vysokou pevnosťou v tlaku pri teplote prostredia rovnú hydrostatickej základnej konštrukcii najmenej 12 MPa, výhodne najmenej 16 MPa.

46. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 45, vyznačujúci sa tým, že orientovaná a zosieťovaná časť alebo časti tvoria viac ako polovicu objemu výrobku.

47. Výrobok podľa nároku 45, vyznačujúci sa tým, že výrobok má vonkajšiu povrchovú vrstvu z plastického materiálu, ktorá je v podstate neorientovaná, pričom hrúbka uvedenej povrchovej vrstvy je 0,01 až 3 mm a má vysokú priepustnosť.

48. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 45 až 47, vyznačujúci sa tým, že výrobok má vnútornú povrchovú vrstvu z plastického materiálu, ktorá je v podstate neorientovaná, pričom hrúbka uvedenej povrchovej vrstvy je od 0,01 až 10 mm a obsahuje nezosieťovanú vrstvu, ktorá má bariérové vlastnosti rozdielne ako pri orientovanej a zosieťovanej vrstve (vrstvách) a ktorá je výhodne nepriepustná pre dvojzložkové produkty vytvorené pri chemickej reakcii, napríklad zosieťovaním ďalších vrstiev produktu.

49. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 48, vyznačujúci sa tým, že neorientovaná časť alebo časti a orientovaná χ/ časť alebo časti sú vyrobené z toho istého polymérneho materiálu.

50. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 49, vyznačujúci sa tým, že plastický materiál orientovanej a zosieťovanej časti alebo časti obsahuje polyolefinovú zmes, obsahujúcu olefínový polymér alebo (ko)polymér, ktorý má priemernú molekulovú hmotnosť (Mw) v rozmedzí od 30 000 do 1 000 000 a olefínový polymér alebo (ko)polymér, ktorý má molekulovú hmotnosť väčšiu ako 600 000 g/mol.

51. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 50, vyznačujúci sa tým, že jedna alebo viac častí produktu obsahuje nespojité vlákna alebo vločky, ktoré sú tiež orientované.

52. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 51, vyznačujúci sa tým, že výrobok je viacvrstvovým bi-orientovaným výrobkom, pričom najmenej v jednej vrstve výrobku je zosieťované orientované pole, pričom polymérny materiál je špirálovité orientovaný a zosieťovaný tak, aby tvoril obohatenú sieťovú štruktúru v dutom výrobku.

53. Výrobok podľa nároku 52, vyznačujúci sa tým, že zosieťované orientované pole obsahuje orientované kvapalné kryštály plastického materiálu a/alebo zosieťované, orientované vlákna, ako molekulové reťazce polyetylénu.

54. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 53, vyznačujúci sa tým, že pri zahrievaní na teplotu vyššiu ako je teplota tavenia kryštálov sa zmrašťuje menej ako by sa predpokladalo na základe jeho odťahovacieho pomeru.

55. Výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 39 až 54, vyznačujúci sa tým, že špecifická hmotnosť orientovanej vrstvy je vyššia ako špecifická hmotnosť uvedenej vrstvy v jej neorientovanom stave.

V

56. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 39 až 55, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje rúru, pričom najmenej jedna z vrstiev je tiež spenená a výhodne zosietovaná.

57. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 39 až 56, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalšiu kovovú vrstvu.

58. Výrobok podlá nároku 57, vyznačujúci sa tým, že kovová vrstva zahrňuje rúru alebo rúrku vytvorenú prehýbaním alebo navíjaním kovovej fólie alebo pásika.

59. Výrobok podlá nároku 57 alebo 58, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vnútornú vrstvu orientovaného polymérneho materiálu.

60. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 57 až 59, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vonkajšiu kovovú vrstvu, penovú adhéznu medzivrstvu a vnútornú orientovanú polymérnu vrstvu.

61. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 39 až 56, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje zosieťované orientované koleno rúry.

62. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 39 až 60, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje viacvrstvovú rúru pozostávajúcu z orientovanej hrubostennej vnútornej vrstvy, penovej medzivrstvy a ochrannej vonkajšej vrstvy.

63. Výrobok podlá nároku 62, vyznačujúci sa tým, že špecifická hmotnosť peny je okolo 500 kg/m³ a tuhosť prstenca vonkajšej vrstvy je menšia ako tuhosť prstenca vnútornej vrstvy.

64. Zložený rúrkový výrobok, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kotúč alebo zvinutú fóliu alebo pásik kovu, s hrúbkou od 0,2 mm do 5 mm, a vytláčaný rúrkový polymérny materiál usporiadaný v jednej alebo viacerých vrstvách, výrobok majúci zlepšenú vlastnosti pevnosti a najmenej časť polymérneho materiálu je jednak zosieťovaná ako aj trvalo orientovaná pri teplote prostredia.

65. Zložený rúrkový výrobok podlá nároku 64, ktorým je dutý výrobok a v ktorom tuhosť prstenca vrstvy polymérneho materiálu je dostatočne vysoká vzhladom na tuhosť prstenca kovovej vrstvy tak, že keď sa dutý výrobok deformuje a odstráni sa deformačný tlak, dutý výrobok sa aspoň čiastočne elasticky vráti do svojej pôvodnej formy.

66. Zložený rúrkový výrobok podlá nároku 64 alebo 65, v ktorom výrobkom je dutý výrobok, ktorý je okrem vonkajšej kovovej vrstvy vybavený vrstvou penového polymérneho materiálu s hrúbkou od 0 do 100 mm, ktorá poskytuje jednak izoláciu ako aj mechanickú ochranu.

67. Zložený výrobok podlá ktoréhokoľvek z nárokov 64 až 66, v ktorom výrobkom je elektrotaviaca rúrová tvarovka, fólia pásik alebo kotúč kovu zahrňujúca elektrotaviaci vyhrievací prvok, a tvarovka má teleso obsahujúce orientovaný, zosieťovaný polymérny materiál.

68. Zložený výrobok podľa ktoréhokoľvek z nárokov 64 až 67, ktorý má charakteristiky nárokov 39 až 63.

69. Vytláčacie zariadenie na výrobu orientovaných vytláčaných výrobkov z polymérneho materiálu, vyznačujúce sa tým, že zahrňuje

a) plastifikačné vytláčacie prostriedky na poskytnutie taveniny (tavenín) alebo čiastkovej taveniny (tavenín) uvedeného polymérneho materiálu (materiálov) a chemicky reaktívnej zlúčeniny a na privádzanie uvedenej taveniny pod tlakom cez výtokový otvor do uvedeného vytláčacieho zariadenia;

b) tvarovacie zariadenie vytvárajúce elongačný tokový diagram, obsahujúce vstup, ktorý otvára spoj medzi uvedeným výtokovým otvorom uvedených vytláčacích prostriedkov, prietokovú dutinu a výtokovú štrbinu, geometrické pomery uvedenej prietokovej dutiny a uve denej výtokovej štrbiny sú také, aby vyvolávali v roztavenom polymérnom materiále z uvedených vytláčacích prostriedkov cez uvedené tvarovacie zariadenie elongačný tokový diagram, ktorý indukuje molekulárnu orientáciu najmenej priečne k smeru toku vo vnútri uvedeného roztaveného polymérneho materiálu;

e) prípadne, zariadenie na reguláciu teploty na udržiavanie axiálneho teplotného gradientu v uvedenej dýzovej štrbine, klesajúceho v smere toku cez priemernú teplotu dýzy, ktorá je v podstate rovná bežnej teplote tavenia uvedeného polymérneho materiálu tak, aby tuhnutie uvedeného polymérneho materiálu bolo inhibované vo vstupnej oblasti uvedeného dýzového zariadenia a mohlo sa iniciovať vo vnútri uvedeného dýzového zariadenia; a

f) pripadne variabilné urýchľovacie zariadenie na vyberanie vytláčaných výrobkov z uvedeného polymérneho materiálu z uvedeného výstupného konca uvedenej dýzovej štrbiny a pri regulovanej rýchlosti odoberania;

pričom usporiadanie je uskutočnené takým spôsobom, že uvedený vytláčaný výrobok začína tuhnúť vo vnútri uvedeného dýzového zariadenia alebo po výstupe z uvedeného výstupného konca uvedenej dýzovej štrbiny, ale predtým, ako môže nastať podstatné radiálne napučiavanie uvedeného vytláčaného výrobku.

70. Vytláčacie zariadenie podľa nároku 69, vyznačujúce sa tým, že štrbina dýzy má diametricky rozbiehavú geometriu a pokrýva steny a oblasť štrbiny, pričom materiál polyméru sa v podstate súčasne predlžuje obvodovo i axiálne.

71. Vytláčacie zariadenie podľa nároku 69, vyznačujúce sa tým, že tvarovacie prostriedky zahrňujú tŕň, ktorý je upevnený takým spôsobom, že prierez prietokovej dutiny sa udržiava v podstate konštantný od konca závitovky vytláčacieho zariadenia po bod, v ktorom sa začína rozťahovanie plastického materiálu.

72. Vytláčacie zariadenie podľa nároku 71, vyznačujúce sa tým, že tŕň je podopretý telesom vytláčacieho zariadenia pomocou závitovky a/alebo prípadne pomocou stuhnutej steny vytlačeného výrobku polymérneho materiálu, kalibračným zariadením.

73. Vytláčacie zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 69 až

72, vyznačujúce sa tým, že prietok prúdu je voľný, bez prekážok schopných vytvárať vo vytláčanom výrobku línie zvaru, najmenej v zahrievanej oblasti, pričom teplota sa pohybuje nad reakčnou teplotou.

74. Vytláčacie zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 69 až

73, vyznačujúce sa tým, že priemer tŕňa je v podstate konštantný od výstupu vytláčacieho zariadenia ku bodu, v ktorom sa začína rozťahovanie a, prípadne, vo svojom druhom krajnom prípade je v podstate konštantný od bodu, v ktorom vytláčaný výrobok začína tuhnúť, až po kalibračné zariadenie.

75. Vytláčacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 69 až 74, vyznačujúce sa tým, že tŕň tvorí kuželovito sa rozširujúcu časť.

76. Vytláčacie zariadenie podlá nároku 75, vyznačujúce sa tým, že vonkajší plášť presahuje najmenej čiastočne cez kuželovito sa rozširujúcu časť.

77. Vytláčacie zariadenie podlá nároku 75 alebo 76, vyznačujúce sa tým, že tŕň je vyhrievaný v časti zahrňujúcej kuželovito sa rozširujúcu časť a smerom nižšie od nej sa ochladzuje.

78. Výrobok podlá ktoréhokolvek z nárokov 39 až 63, ktorý sa vyrába použitím spôsobu podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 37.

79. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 38, vyznačujúci sa tým, že sa pri ňom používa vytláčacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 69 až 77.

80. Zariadenie na výrobu orientovaného plastického výrobku v podstate ako je vyššie opísané, s odkazom na a/alebo ako je vyobrazené na pripojených výkresoch.

81. Orientovaný výrobok z plastického materiálu v podstate ako je vyššie opísaný.

82. Spôsob výroby orientovaného výrobku z plastického materiálu v podstate ako je opísaný vyššie.

83. Použitie najmenej čiastočne zosieťovaného kryštalického alebo semikryštalického termoplastického polymérneho mate65 riálu, ktorý je bi-axiálne orientovaný, ako materiálu na tlakové rúry.

84. Použitie podlá nároku 83, kde polymérnym materiálom je polyolefín.

85. Použitie podlá nároku 84, kde polyolefínom je polyetylén.

86. Použitie podlá ktoréhokoľvek z nárokov 83 až 85, kde tlaková rúra má viacvrstvovú konštrukciu, najmenej jedna z vrstiev pozostáva z najmenej čiastočne zosieťovaného bi-axiálne orientovaného kryštalického alebo semikryštalického termoplastického polymérneho materiálu.

87. Použitie podlá ktoréhokoľvek z nárokov 83 až 86, kde sa orientácia uskutočňuje pri teplote v rozmedzí od 135 ’C do 250 “C.

88. Použitie podlá ktoréhokoľvek z nárokov 83 až 87, kde polymérny materiál je orientovaný v priečnom smere rozťahovaním o od 25 % do 400 % a v axiálnom smere rozťahovaním až o 400 %.

89. Použitie podlá ktoréhokoľvek z nárokov 83 až 88, kde polymérny materiál tlakovej rúry sa po orientácii ďalej zosieťoval.

90. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 38, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňuje pri teplote v rozsahu od 135 °C do 250 “C.

91. Spôsob podľa nároku 1, na výrobu povlakov drôtu a káblov.