PL174357B1

PL174357B1 - Sposób wytłaczania materiałów sieciowanych termicznie

Info

Publication number: PL174357B1
Application number: PL94316393A
Authority: PL
Inventors: Moshe Kotzer
Original assignee: Pipex Ltd
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1998-07-31
Also published as: PL316393A1

Abstract

1. Sposób wytlaczania materialów sie- ciowanych termicznie, znamienny tym, ze najpierw wytlacza sie przynajmniej jedna warstwe (28a) materialu sieciowanego ter- micznie w wytlaczarce (20) posiadajacej przynajmniej jedna scianke (22) ustnika, po czym wytlacza sie, jednoczesnie z wytlacza- niem warstwy materialu sieciowanego przy- najmniej jedna warstwe (28b) materialu termoplastycznego w wytlaczarce (20) po- miedzy materialem sieciowanym termicznie i przynajmniej jedna scianka(22) ustnika, na- stepnie pobudza sie sieciowanie materialu sieciowalnego termicznie, poprzez doprowa- dzenie do niego ciepla. F IG 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytłaczania materiałów sieciowanych termicznie z tworzyw sztucznych, a zwłaszcza nowy sposób ciągłego wytłaczania wyrobów z tworzyw sztucznych i nowych wyrobów z tworzyw sztucznych.

Ciągłe wytłaczanie wyrobów z tworzyw sztucznych, takich jak rury albo kable powlekane tworzywem sztucznym, często sprawia trudności z powodu dużego oporu tarcia pomiędzy wytłaczanym wyrobem z tworzywa sztucznego i statycznymi ściankami ustnika wytłaczarki. Występuje to zwłaszcza przy wytłaczaniu materiałów sieciowanych termicznie, w których sieciowanie następuje w odpowiedzi na ciepło przyłożone do ustnika wytłaczarki. Będzie to zrozumiałe z poniższego opisu.

174 357

Tworzywa sztuczne dzieli się ogólnie na dwie główne kategorie: materiały termoplastyczne i materiały termoutwardzalne. Materiały termoplastyczne składają się głównie z makrocząsteczek utworzonych z długich łańcuchów monomerów, na bazie atomów węgla i/lub krzemu, które mogą się rozgałęziać albo nie, ale mają skończony rozmiar.

Cząsteczki materiałów termoutwardzalnych składają się z sieci trójwymiarowych, które teoretycznie mogąrozciągać się nieskończenie. Materiały termoutwardzalne mogąbyć tworzone albo przez sieciowanie monomerów albo sieciowanie materiałów termoplastycznych. Na przykład bakelit(R) (fenoloformaldehyd) tworzy się głównie przez sieciowanie monomerów, zaś sieciowany polietylen tworzy się przez sieciowanie polietylenu termoplastycznego.

Materiały termoutwardzalne sąkorzystniejsze niż materiały termoplastyczne pod wieloma względami takimi jak wytrzymałość na ciepło, wytrzymałość mechaniczna i niskie pełzanie. Na przykład przy sieciowaniu polietylenu, polepsza się jego wytrzymałość na ciepło, na zużycie, charakterystyka pełzania i odporność na substancje chemiczne.

Jednak mimo zalet materiałów termoutwardzalnych, występuje pewna trudność w ich stosowaniu. Trudność ta wynika z ich szczególnej struktury wewnętrznej, która nie pozwala na topienie materiału na gorąco w jego ostatecznej postaci. Obrabianie tych materiałów przy użyciu niektórych ze znanych sposobów jest więc trudne.

Szczególnie trudne jest używanie tych materiałów przy wytłaczaniu. Wynika to z faktu, że materiały termoutwardzalne przepływająjako ciała stałe, powodując przez to bardzo duży opór tarcia pomiędzy ściankąustnika wytłaczarki i wytłaczanym wyrobem. Do konsekwencji tego dużego oporu tarcia należą zmniejszenie przepustowości, zwiększenie zużycia ustnika wytłaczarki i wytłoczonego wyrobu i wynikła stąd gorszą jakość wytłoczonego wyrobu.

Aby przezwyciężyć ten problem, zgodnie ze stanem techniki wytłacza się te materiały przed sieciowaniem oraz w warunkach, które nie powodują sieciowania. Sieciowanie jest więc przeprowadzane w etapie późniejszym, po wytłaczaniu, czyli po opuszczeniu ustnika wytłaczarki przez wytłoczony produkt.

W całym opisie i zastrzeżeniach określenie “wytłaczanie” jest używane w sensie procesu formowania przeprowadzanego na wytłaczanym materiale przed opuszczeniem przez niego ustnika wytłaczarki.

Istnieje wiele sposobów wykonywania sieciowania po wytłoczeniu, zgodnie z materiałem, technologią i preferencjami technicznymi producenta. W niektórych z tych sposobów sieciowanie wykonuje się natychmiast po wytłoczeniu, a w innych na etapie późniejszym.

W przemyśle gumowym wulkanizacja (sieciowanie) naturalnej gumy termoplastycznej była znana przez wiele lat przez dodanie siarki i zastosowanie ciepła.

Znane jest także sieciowanie polietylenu, na przykład przez wszczepienie grup silanowych do łańcucha monomeru, przed lub podczas wytłaczania, a następnie poddanie wytłoczonego wyrobu działaniu wilgoci, przez co powoduje się sieciowanie.

Alternatywny sposób sieciowania wytłaczanych wyrobów polietylenowych polega na poddaniu wytłoczonego wyrobu działaniu promieniowania beta albo gamma.

Kolejne sposoby obejmują produkowanie odpowiednich - związków chemicznych, powodujących sieciowanie przy poddaniu działaniu ciepła przez ustalony wcześniej okres czasu. Sposoby te obejmują wytłaczanie we względnie niskiej temperaturze i/lub przez krótki okres czasu, dzięki czemu unika się sieciowania podczas wytłaczania. Sieciowanie wykonuje się później, poddając wytłoczony wyrób działaniu ciepła w wyższej temperaturze i przez ustalony wcześniej okres czasu. Ogrzewanie może następować na przykład za pomocą gorącego azotu, gorącej kąpieli solnej, ogrzewania podczerwonego albo mikrofalowego.

Wszystkie te sposoby znane ze stanu techniki mają wady, łącznie z faktem, że wymagają dodatkowego, oddzielnego procesu, aby wykonać wymagane sieciowanie, przez co zwiększa się zarówno czas, jak i koszt produkcji. W wielu przypadkach jakość wytłoczonych wyrobów ulega pogorszeniu wskutek efektów wytłaczania w niskich temperaturach i/lub w rezultacie dołączania niszczących dodatków sieciujących, takich jak wspomniane wyżej grupy silanowe.

174 357

Przeprowadzano nieudane próby wytłaczania materiałów termoutwardzalnych w warunkach, które umożliwiałyby sieciowanie podczas procesu wytłaczania.

Jednym z rozwiązań znanych ze stanu techniki jest powlekanie wewnętrznej powierzchni ustnika wytłaczarki teflonem (R), przez co zmniejsza się opór tarcia przy przepływie materiału termoutwardzalnego.

Odkryto jednak, że teflon (R) zużywa się bardzo szybko podczas procesu wytłaczania, trzeba więc często wstrzymywać proces produkcji, aby umożliwić nałożenie nowej warstwy teflonu (R) na ustnik. Przerwy te powodują stratę w czasie produkcji, zarówno w wyniku rzeczywistego powlekania ustnika, jak i dodatkowego czasu uruchamiania, który jest konieczny przy każdym ponownym rozpoczynaniu procesu po powleczeniu. Ta strata czasu, jak również dodatkowy koszt powłoki z teflonu (R) i koszt jej nakładania, powodują zwiększenie kosztów produkcji, które jest nie do przyjęcia.

Celem niniejszego wynalazku jest przedstawienie ulepszonego sposobu wytłaczania wyrobów z tworzyw sztucznych i nowych wyrobów z tworzyw sztucznych wyprodukowanych tymi sposobami.

Sposób wytłaczania materiałów sieciowanych termicznie z tworzywa sztucznego według wynalazku charakteryzuje się tym, że najpierw wytłacza się przynajmniej jedną warstwę materiału sieciowanego termicznie w wytłaczarce posiadającej przynajmniej jedną ściankę ustnika, po czym wytłacza się jednocześnie z wytłaczaniem warstwy materiału sieciowanego termicznie przynajmniej jedną warstwę materiału termoplastycznego pomiędzy materiałem sieciowalnym termicznie i przynajmniej jedną ścianką ustnika, następnie pobudza się sieciowanie materiału sieciowalnego termicznie, poprzez doprowadzenie do niego ciepła.

Korzystnym jest, że podczas pierwszej operacji wytłaczania obejmuje etap wytłaczania materiału sieciowanego termicznie nadaje mu się postać rury, zaś podczas drugiej operacji wytłaczania wytłacza się koncentryczne warstwy materiału termoplastycznego pomiędzy materiałem sieciowalnym termicznie oraz ściankami wewnętrzną i zewnętrzną wytłaczarki.

Korzystnym jest także, że wytłacza się powłoki z tworzywa sztucznego na rdzeniu nie będącym tworzywem sztucznym, przez co wytwarza się wyrób złożony.

Korzystnym jest również, że prowadzi się sieciowanie materiału termoplastycznego po pierwszej i drugiej operacji wytłaczania.

Korzystnymjest dalej, że po pierwszej i drugiej operacji wytłaczania zdejmuje się warstwę materiału termoplastycznego wytworzoną pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie oraz zewnętrzną ścianką ustnika, oraz że materiałem sieciowanym termicznie jest polietylen albo kopolimer polietylenowy.

Ponadto korzystnym jest, że wytłacza się przynajmniej jedną dodatkową warstwę materiału pomiędzy warstwą rdzenia sieciowanego termicznie i przynajmniej jedną warstwą materiału termoplastycznego.

Inną korzyściąjest to, że przynajmniej jedną z warstw koncentrycznych materiału termoplastycznego stanowi polietylen albo kopolimer polietylenowy.

Jeszcze innąkorzyściąjest to, że materiałem sieciowym termicznie, w postaci rdzenia, jest polietylen albo kopolimer polietylenowy, przy czym wytłacza się przynajmniej jednądodatkową warstwę materiału z tworzywa sztucznego pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie, w postaci rdzenia, a przynajmniej jedną z koncentrycznych warstw materiału termoplastycznego, przy czym wytłacza się przynajmniej jednąwarstwę polietylenu albo kopolimeru polietylenowego pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie a koncentrycznymi warstwami materiału termoplastycznego.

Przedmiot wynalazku uwidocznionyjest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia typową charakterystykę szybkości przepływu typowego termoplastycznego tworzywa sztucznego przez ustnik wytłaczarki, fig. 1B - charakterystykę szybkości przepływu typowego termoutwardzalnego tworzywa sztucznego przez ustnik wytłaczarki, fig. lC - typową charakterystykę szybkości przepływu kompozytu termoutwardzalnego tworzywa sztucznego znajdującego się w warstwie zewnętrznej tworzywa sztucznego nie będącego termoutwardzal174 357 nym, przepływającego przez ustnik wytłaczarki, zgodnie ze sposobem według wynalazku, fig. 2 - sposób wytłaczania według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 3 przekrój wytłaczarki z fig. 2 wzdłuż linii 3-3, fig. 4 - sposób wytłaczania według kolejnego korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, a fig. 5 - przekrój wytłaczarki z fig. 4 wzdłuż linii 5-5, fig. 6 - sposób wytłaczania wedługjeszcze innego korzystnego przykładu wykonania, a fig. 7 - przekrój wytłaczarki z fig. 6 wzdłuż linii 3-3.

W celu umożliwienia podstawowego zrozumienia problemu rozwiązanego przez niniejszy wynalazek, nastąpi teraz odniesienie do fig. 1A-1C, które pokazują typową charakterystykę przepływu różnych typów tworzyw sztucznych przez ustnik wytłaczarki, oznaczony przez 10. Długości strzałek wskazują względne wartości szybkości przepływu wytłaczanych wyrobów z tworzywa sztucznego poprzez ustnik.

Na fig. 1A tworzywem sztucznym jest typowe termoplastyczne tworzywo sztuczne 12, takie jak polipropylen (PP). Jest widoczne, że własnością tego materiałujest łatwy przepływ przez ustnik 10. Odpowiednio, wynika z tego duża szybkość przepływu oraz względnie niewielkie zużycie ustnika.

Na fig. 1B tworzywem sztucznym jest typowe termoutwardzalne sieciowane tworzywo sztuczne 14, takie jak sieciowany polietylen (X-PE). Ponieważ materiał jest sieciowany, nie posiada własności rozciągania się przy przesuwaniu się w ustniku, jak na przykładzie z fig. 1 A. Następuje natomiast duży opór tarcia pomiędzy materiałem i wewnętirznąpowierzchniąustnika, co powoduje małe szybkości przepływu i duże zużycie ustnika oraz otrzymanego wyrobu.

Na fig. 1C pokazane są typowe charakterystyki przepływu tworzywa sztucznego utworzonego według niniejszego wynalazku. Charakterystyki przepływu dotyczą materiału złożonego, który zawiera część wewnętrzną 16 materiału, takiegojak typowy termoutwardzalny sieciowany materiał 14 i zewnętrzną część 18 materiału, takiego jak typowy termoplastyczny materiał 12. Można więc zauważyć, że o ile wyrób złożony jest wykonany głównie z materiału termoutwardzalnego 14, jako zewnętrznej części materiału termoplastycznego, produkt złożony wykazuje względnie mały opór tarcia i dzięki termu przesuwa się poprzez ustnik ze względnie dużą szybkością przepływu i następuje względnie małe zużycie ustnika i wyrobu.

Następnie teraz odniesienie do fig. 2 i 3, które przedstawiają przykładową wytłaczarkę do realizacji sposobu wytłaczania, w którym wytłacza się złożone rury z tworzywa sztucznego według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku.

Zespół 20 ustnika wytłaczarki zawiera zewnętrzną, w zasadzie cylindryczną ściankę 22 ustnika oraz wewnętrzną, w zasadzie cylindryczną część 24 ustnika. Wewnętrzna część 24 ustnika jest połączona z zewnętrzną ścianką 22 ustnika przez przynajmniej jedną łopatkę 26. Przestrzeń wytłaczania 28 wyznaczona jest przez zewnętrzną ściankę 22 ustnika i wewnętrzną część 24 ustnika.

Główna wytłaczarka 30 dostarcza materiał sieciowany termicznie pod ciśnieniem do przestrzeni wytłaczania 28, tworząc rdzeń wewnętrzny 28a (fig. 3).

Druga wytłaczarka 32, jednocześnie z dostarczaniem materiału sieciowanego termicznie dostarcza pierwsze termoplastyczne tworzywo sztuczne do znajdującego się na zewnątrz obszaru przestrzeni wytłaczania 28. Pierwszy materiał termoplastyczny dostarczany jest, jak opisano, przewodem 34 i rurąrozgałęaną36 i stanowi znajdującą się na zewnątrz pierwszą warstwę zewnętrzną 28b (fig. 3).

Trzecia wytłaczarka 38 - jednocześnie z dostarczeniem materiału sieciowanego termicznie i pierwszego materiału termoplastycznego - dostarcza drugi materiał termoplastyczny do znajdującego się wewnątrz obszaru przestrzeni wytłaczania 28. Ten drugi materiał termoplastyczny dostarczany jest, jak opisano, przewodem 40, przechodzącym przez łopatkę 26, oraz rurą rozgałęźną42 wykonanąw części 24 ustnika i stanowi znajdującąsię wewnątrz, drugąwarstwę zewnętrzną 28c (fig. 3).

Widać więc, że otrzymana rura jest kompozytem tworzywa sztucznego, mającym wewnętrzny, cylindryczny rdzeń 28a z termoutwardzalnego tworzywa sztucznego, otoczony przez znajdujące się na zewnątrz i wewnątrz zewnętrzne cylindryczne warstwy termoplastyczne 28b i 28c.

174 357

Zgodnie z jednym z przykładów wykonania wynalazku, znajdująca się na zewnątrz pierwsza warstwa zewnętrzna 28b jest zdejmowana po wytłoczeniu i zawracana do procesu.

Zgodnie z kolejnymi przykładami wykonania niniejszego wynalazku można zastosować jedną lub więcej dodatkowych warstw pośrednich między warstwą rdzenia 28a i jedną z albo obydwiema warstwami zewnętrznymi 28b i 28c. Warstwy te mogą być albo z materiału termoutwardzalnego albo termoplastycznego, lub materiału nie będącego tworzywem sztucznym, pod warunkiem, że przynajmniej wewnętrzna warstwa rdzeniajest materiałem termoutwardzalnym a warstwy zewnętrzne są termoplastyczne.

Ostatnio wymienione wykonanie przedstawione jest na fig. 6 i 7, na których identyczne numery odnośników rysunkowych majątakie same znaczeniajak na fig. 2 i 3. jednakże w porównaniu z fig. 2, fig. 6 zawiera trzeciąwytłaczarkę 68, która poprzez przewód 70 i rurę rozgałęźną 71 dostarcza równocześnie materiałów termicznie sieciowanego i termoplastycznego, dając dodatkową warstwę 72 materiału z tworzywa sztucznego 72 wchodzącą pomiędzy rdzeń 28a i warstwę 28b.

Aby uzyskać żądaną szybkość termoutwardzania wewnętrznego materiału rdzenia 28a podczas wytłaczania, do ustnika dostarczanejest ciepło za pośrednictwem urządzenia grzejnego, pokazanego schematycznie jako 43, a czas przebywania wyrobu wewnątrz ustnika jest przynajmniej czasem ustalonym wcześniej. Ilość ciepła oraz czas wybrane sątak, aby zapewnić przynajmniej ustaloną wcześniej minimalną szybkość sieciowania wyrobu podczas wytłaczania. Minimalna pożądana szybkość sieciowania jest taka, aby wewnętrzny materiał rdzenia 28a został usieciowany bardziej niż minimalnie, do stopnia, w którym napotkany zostałby duży opór tarcia przesuwu poprzez ustnik wytłaczarki, gdyby nie było zewnętrznych warstw termoplastycznych.

Jest zrozumiałe, że aby zrealizować sposób według wynalazku, można zastosować różne typy wytłaczarek. Na przykład obejmująone między innymi wytłaczarki zjednąśrubą, z dwiema śrubami i wytłaczarki tłokowe.

Jest także zrozumiałe, że aby zrealizować sposób według wynalazku, można zastosować różne sposoby wytłaczania współbieżnego, inne niż pokazane i opisane tutaj.

Jako materiały rdzenia wewnętrznego i warstw zewnętrznych zastosować można dowolne odpowiednie materiały, pod warunkiem że materiał rdzenia wewnętrznego jest materiałem termoutwardzalnym, zaś warstwy zewnętrzne są termoplastyczne; przy czym należy rozumieć, że zewnętrzne materiały termoplastyczne mogąbyć również sieciowane, chociaż może to zostać wykonane za pomocą dowolnego znanego sposobu sieciowania po wytłaczaniu. Ilustracją na przykładach połączeń materiałów sieciowanych termicznie i termoplastycznych warstwjest najbliższy zestaw przykładów 1-5, w których mogąbyć dowolnie wykorzystywane dodatkowo, j edna albo więcej warstw z tworzywa sztucznego wchodząca pomiędzy co najmniej jedną termicznie sieciowaną warstwę/powierzchnię styku termoplastycznej warstwy jak tutaj zostało opisane i zilustrowane.

Ilustrację wynalazku zawierającego takąwchodzącąwarstwę przedstawiono w przykładzie 6.

Przykład 1.

Wyrób: rura mająca następujące wymiary: średnica zewnętrzna - 40 mm, grubość ściany termoutwardzalnego materiału rdzenia - 3,0 mm, grubość ściany warstwy materiału termoplastycznego znajdującej się na zewnątrz - 0,3 mm, grubość ściany warstwy materiału termoplastycznego znajdującego się wewnątrz - 0,3 mm.

Materiał rdzenia: polietylen o dużej gęstości (HDPE) gatunek NCPE 1878 (produkowany przez Neste Chemicals) - 99%, środek sieciujący: nadtlenek di-tertbutylu (DTBP) - 0,5%, antyutleniacz gatunku IRGANOX 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) - 0,5%.

Typ wytłaczarki: Weber ES 60

Temperatura tulei: 130 - 150 stopni Celsjusza

Warstwa materiału termoplastycznego znajdująca się na zewnątrz: czarny HDPE gatunek NCPE 2467-BL (produkowany przez Neste Chemicals), zawierający 97,5% HDPE i 2,5% sadzy.

Typ wytłaczarki: Weber Es 30

Temperatura tulei: 160 - 190 stopni Celsjusza.

174 357

Warstwa materiału termoplastycznego znajdująca się wewnątrz: HDPE gatunek NCPE 3419 (produkowany przez Neste Chemicals) - 99,5% i antyutleniacz gatunku IRGANOX 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) - 0,5%.

Typ wytłaczarki: Weber ES 30

Temperatura tulei: 160 - 190 stopni Celsjusza

Temperatura ustnika: 200 - 220 stopni Celsjusza.

Przykład 2.

Wyrób i wyposażenie jak w przykładzie 1.

Materiał rdzenia: polietylen o średniej gęstości (MDPE) gatunek Lupolen 3521C (produkowany przez BASF Aktiengesellschaft) - 96,5% oraz 2,5% sadzy, środek sieciujący: 2,5-dimetylo-2,5-di(tertbutylonadtleno)heksyn(3) 1 %.

Temperatura tulei: 130 - 150 stopni Celsjusza

Warstwa materiału termoplastycznego znajdująca się na zewnątrz: alkohol etyleno-winylowy (EVOH) gatunek EVAL E 105 (produkowany przez Kuraray Co., Ltd).

Temperatura tulei: 170-210 stopni Celsjusza.

Warstwa materiału termoplastycznego znajdująca się wewnątrz: MDFP gatunek Lupolen 3521C (produkowany przez BASF Aktiengesellschaft) 99% i antyutleniacz gatunku IRGANOX 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) 1,0%.

Temperatura tulei: 150 - 180 stopni Celsjusza

Temperatura ustnika: 190-210 stopni Celsjusza.

Przykład 3.

Wyrób: rura o następujących wymiarach: średnica zewnętrzna - 50 mm, grubość ściany termoutwardzalnego materiału rdzenia - 4,0 mm, grubość ściany każdej zewnętrznej warstwy materiału termoplastycznego - 0,4 mm.

Materiał rdzenia: fenoloformaldehyd gatunek Bakelit 31-1549-S (produkowany przez Bakelit AG).

Typ wytłaczarki: Jolly GP-1300 (produkowany przez B. M. Biraghi S. p. A.)

Temperatura tulei: 70-90 stopni Celsjusza

Obie warstwy materiałów termoplastycznych: HDPE gatunek ELTEX B-4002 (produkowany przez Solvay S. A.)

Typ wytłaczarki: Weber ES 30

Temperatura tulei: 160- 190 stopni Celsjusza.

Temperatura ustnika: 200 - 220 stopni Celsjusza.

Po wytłoczeniu znajdująca się na zewnątrz pierwsza warstwa HDPEjest zdejmowana i zawracana do procesu.

Nastąpi teraz odniesienie do fig. 4 i 5, które przedstawiają przykładowe urządzenie wytłaczające i sposób wytłaczania według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, do produkcji złożonych kabli powlekanych tworzywem sztucznym.

Zespół 50 ustnika wytłaczarki zawiera zewnętrzną, w zasadzie cylindryczną ściankę 52 ustnika, przez którąprzechodzi kabel 54 do powleczenia, w kierunku pokazanym strzałką56. Zewnętrzna ścianka 52 ustnika i kabel 54 wyznaczają przestrzeń wytłaczania 58.

Główna wytłaczarka 60 dostarczana materiał rdzenia sieciowany termicznie do przestrzeni wytłaczania 58, poprzez rurę rozgałęźną 61, tworząc rdzeń wewnętrzny 58a (fig. 5). Druga wytłaczarka 62, jednocześnie z dostarczaniem materiału sieciowanego termicznie - dostarcza pierwszy materiał termoplastyczny do znajdującego się na zewnątrz obszaru przestrzeni wytłaczania 58. Ten materiał termoplastyczny dostarczanyjest,jako opisano, przewodem 64 i rurąrozgałęźną 66 i stanowi warstwę zewnętrzną 58b (fig. 3).

Zgodnie zjednym z przykładów wykonania wynalazku, warstwa zewnętrzna 58b jest zdejmowana po wytłoczeniu i zawracana do procesu.

Zgodnie z kolejnymi przykładami wykonania niniejszego wynalazku można zastosować jedną lub więcej dodatkowych warstw pośrednich między warstwą rdzenia 58a i warstwą zewnętrzną 58b. Warstwy te mogą być albo z materiałów termoutwardzalnych albo termoplastycz8

174 357 nych, lub materiałów nie będących tworzywem sztucznym, pod warunkiem że przynajmniej wewnętrzna warstwa rdzeniajest materiałem termoutwardzalnym a warstwa zewnętrznajest materiałem termoplastycznym.

Odnosząc się ponownie do fig. 4 i 5, aby uzyskać żądaną szybkość termoutwardzania wewnętrznego materiału rdzenia 58a podczas wytłaczania, do ustnika dostarczanejest ciepło za pośrednictwem urządzenia grzejnego, pokazanego schematycznie jako 63, a czas przebywania wyrobu wewnątrz ustnikajest przynajmniej czasem ustalonym wcześniej. Ilość ciepła oraz czas wybrane sątak, aby zapewnić przynajmniej ustalonąwcześniej minimalną szybkość sieciowania wyrobu podczas wytłaczania. Minimalna pożądana szybkość sieciowania jest taka, aby wewnętrzny materiał rdzenia 58a został usieciowany bardziej niż minimalnie, do stopnia, w którym napotkany zostałby duży opór tarcia przesuwu poprzez ustnik wytłaczarki, gdyby nie było zewnętrznych warstw termoplastycznych.

Jest zrozumiałe, że aby zrealizować sposób według wynalazku, można zastosować różne typy wytłaczarek. Na przykład obejmująone między innymi wytłaczarki zjedną śrubą, z dwiema śrubami i wytłaczarki tłokowe.

W niniejszym przykładzie wykonania można zastosować dowolne odpowiednie materiały, pod warunkiem że materiał rdzenia jest materiałem termoutwardzalnym, zaś warstwa zewnętrzna jest termoplastyczna; przy czym należy rozumieć, że zewnętrzne materiały termoplastyczne mogąbyć również sieciowane, chociaż może to zostać wykonane za pomocądowolnego znanego sposobu sieciowania po wytłaczaniu. Przykłady typowych kombinacji materiałów przedstawione są poniżej:

Przykład 4.

Wyrób: kabel elektryczny posiadający średnicę rdzenia z miedzianego drutu - 8,0 mm, średnicę materiału warstwy rdzenia -17,6 mm, średnicę termoplastycznej warstwy zewnętrznej 18,2 mm.

Materiał rdzenia: liniowy polietylen o małej gęstości (LLDPE) gatunek DOWLEX 2344E (produkowany przez Dow Chemicals) - 99%, środek sieciujący (DTBP) 0,5% oraz antyutleniacz gatunku IRGANOX 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) 0,5%.

Typ wytłaczarki: Weber ES 60

Temperatura tulei: 130- 150 stopni Celsjusza

Materiał termoplastyczny: polietylen o małej gęstości gatunku Lupolen 2841D (produkowany przez BASF Aktiengesellschaft) - 97%, sadza 2,5%, oraz antyutleniacz gatunku IRGAΝθΧ 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) 0,5%

Typ wytłaczarki: Weber ES 30

Temperatura tulei: 160 - 180 stopni Celsjusza

Temperatura ustnika: 190-210 stopni Celsjusza.

Przykład 5.

Tak jak w przykładzie 4, ale materiał termoplastyczny zawiera sieciowany LDPE gatunku Polidan EC-41 - 95% oraz katalizator PS NC1PE 5% (obydwa produkowane przez Padanaplast

S. p. A.).

Po wytłoczeniu, termoplastyczną warstwę zewnętrznąmożna sieciować umieszczając wyrób w komorze parowej na około 60 minut.

Przykład 6.

Wyrób: kabel elektryczny mający średnicę rdzenia z miedzianego drutu - 8,0 mm, średnicę materiału warstwy rdzenia -12,0 mm, średnicę pośredniej warstwy termoplastycznej -16,0 mm, średnicę termoplastycznej warstwy zewnętrznej -18,2 mm.

Typ wytłaczarki: Weber ES 60

174 357

Temperatura tulei: 130 - 150 stopni Celsjusza

Pośrednia warstwa termoplastyczna: LDPE gatunku Lupolen 2841D (produkowany przez BASF Aktiengesellschaft).

Zewnętrzna warstwa termoplastyczna: Polietylen o małej gęstości gatunku Lupolen 2841D (produkowany przez BASF Aktiengesellschaft) - 97%, sadza - 2,5%, oraz antyutleniacz gatunku IRGANOX 1076 (produkowany przez Ciba-Geigy) 0,5%

Typ wytłaczarki: Weber ES 45.

Temperatura tulei: 150 - 180 stopni Celsjusza

Temperatura ustnika: 190-210 stopni Celsjusza.

Sposoby opisane wyżej umożliwiają przepustowość wyższą niż uzyskiwana dotychczas przy wytłaczaniu wyrobów z tworzyw sztucznych, składających się głównie z materiałów termoutwardzalnych lub sieciowanych termicznie, przyjednoczesnym zmniejszeniu zużycia ustnika i zwiększeniu jakości wyrobu.

Ponadto można wyprodukować dowolny typ wytłaczanego wyrobu z tworzywa sztucznego lub złożonego (z materiałem, który jest tworzywem sztucznym i materiałem, który nim nie jest) zgodnie z zasadami opisanymi powyżej w połączeniu z powyższym przykładowym opisem, przy czym trzeba zauważyć, że wynalazek niejest ograniczony wyłącznie do rur i kabli powlekanych tworzywem sztucznym.

174 357

FIG.3

174 357

I

FIG. 5

174 357

FIG.6 'ffO

174 357

FIG.7

174 357

FIG. IB

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytłaczania materiałów sieciowanych termicznie, znamienny tym, że najpierw wytłacza się przynajmniej jedną warstwę (28a) materiału sieciowanego termicznie w wytłaczarce (20) posiadającej przynajmniej jednąściankę (22) ustnika, po czym wytłacza się, jednocześnie z wytłaczaniem warstwy materiału sieciowanego przynajmniej jedną warstwę (28b) materiału termoplastycznego w wytłaczarce (20) pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie i przynajmniej jednąścianką(22) ustnika, następnie pobudza się sieciowanie materiału sieciowalnego termicznie, poprzez doprowadzenie do niego ciepła.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas pierwszej operacji wytłaczania materiału sieciowanego termicznie nadaje mu się postać rury (28a), zaś podczas drugiej operacji wytłaczania wytłacza się koncentryczne warstwy (28b, 28c) materiału termoplastycznego pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie a ściankami wewnętrzną(24) i zewnętrzną (22) ustnika wytłaczarki (20).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytłacza się powłoki (58a, 58b) z tworzywa sztucznego na rdzeniu (54) nie będącym tworzywem.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadzi się sieciowanie materiału termoplastycznego (28b, 28c) po pierwszej i drugiej operacji wytłaczania.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po pierwszej i drugiej operacji wytłaczania zdejmuje się warstwę (28b) materiału termoplastycznego wytworzoną pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie w postaci rdzenia (28a) oraz zewnętrzną ścianką (22) ustnika.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiałem sieciowanym termicznie jest polietylen albo kopolimer polietylenowy/.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytłacza się przynajmniej jedną dodatkową warstwę materiału (72) pomiędzy warstwą rdzenia (28a) sieciowanego termicznie a przynajmniej jedną z warstw (28b, 28c) materiału termoplastycznego.
8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że materiałem sieciowanym termicznie jest polietylen albo kopolimer polietylenowy oraz przynajmniej jedną z warstw koncentrycznych (28b, 28c) materiału termoplastycznego stanowi polietylen albo kopolimer polietylenowy.
9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że materiałem sieciowanym termicznie pod postacią rdzenia (28a) jest polietylen albo kopolimer polietylenowy, przy czym wytłacza się przynajmniej jedną dodatkową warstwę materiału (72) z tworzywa sztucznego pomiędzy materiałem sieciowanym termicznie w postaci rdzenia (28a) a przynajmniej jedną z koncentrycznych warstw (28b, 28c) materiału termoplastycznego, przy czym wytłacza się przynajmniej jedną warstwę polietylenu albo kopolimeru polietylenowego pomiędzy materiałem (28a) sieciowanym termicznie a koncentrycznymi warstwami materiału termoplastycznego.