DE1504886A1

DE1504886A1 - Verfahren zum Herstellen von Verbundkoerpern aus wenigstens zwei verschiedenen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1504886A1
Application number: DE19651504886
Authority: DE
Inventors: Rebeyrolles M Michel; Maillard M Paul
Original assignee: Tuboplast France SA
Current assignee: Tuboplast France SA
Priority date: 1964-04-24
Filing date: 1965-04-23
Publication date: 1970-02-12
Also published as: BE662982A; NL6505207A

Description

Verfahren sum Herstellen von Verbundkörpern äus wenigstens zwei verschiedenen Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern wie Verbundschläuchen oder Verbundfolien aus wenigstens zwei verschiedenen aneinander nicht haftenden bzw. miteinander unmittelbar nicht verschweißbaren Kunatstoffen mit wenigstens einer eingeftthrten Zwischenschicht0 Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, die eine Schicht aus härtbarem und eine Schicht aus nicht härtbarem oder elastischem Kunststoff aufweisen. Es werden zwischen die beiden in einer Form eingegossenen Schichten mehrere Schichten aus einem Gemisch aus härtbarem und nicht härtbarem oder elastischem Kunststoff eingegossen ; deren Mischungsverhältnisse sind derart abgestuft, dass bei der härtbaren Nase beginnend die härtbaren Anteile der Schichten abnehmen und. die nicht härtbaren oder elastischen zunehmen.
Hier handelt es sich also allenfalls darum, härtbare und nicht härtbare Schichten beim Vergießen miteinander zu verbinden, und zwar so, dass verschiedene Mischungsabstufungen enthaltende Zwischenschichten swiachen beide gegossen werden.
Es handelt sich also um ein mittels Vergiessen arbeitendea Verfahren, das sich bei thermoplastischen Werkstoffen z. B. wohl überhaupt nicht anwenden lässt.
Nach dieser bekannten Maßnahme werden die Massen im giessfahigen Zustand miteinander verbunden, erfindungsgemäss soll dagegen eine Verbindung von bereits geformten Körpern, beispielewelse in Form von Folien oder Schläuchen erfolgen.
Nach der bekannten Maßnahme sind zu dem mehrere Zwischenschichten erforderlich, die abgestufte Mischungsverhältnisse aufweisen messen, Die Verbindung erfolgt hierbei derart, dass jeweils eine an der zu verbindenden Kunststoftschicht anliegende Zwischenschicht einen wesentlichen Überschuß an derjenigen Komponente aufweist, an der die Zwischenschicht iegt.
Im übrigen liegen alle Zwei-Komponentenzwischenschichten in Form homogener Mischungen vor, da die Schichten ja in Form einer Flüssigkeit aufgebracht werden.
Erfindungsgemäss wird nun bei einem Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern wie Verbundschläuchen oder Verbundfolien aus wenigstens zwei verschiedenen aneinander nicht haft enden bzw. miteinander unmittelbar nicht verschweissbaren Kunststoffen mit wenigstens einer eingeführten Zwischenschicht vorgeschlagen, dass Kunststoffe und Zwischenschicht aus Thermoplasten bestehen, im thermoplastischen Zustand vereinigt werden und als Zwischenschicht eine aus beiden Xunststoffarten bestehende Mischung verwendet wird, wobei die Zwischenschicht aus einer nicht vollkommen homogenen, d. h. Teilchen der einen und der anderen gunststoffart nebeneinander aufweisenden Mischung der beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffolien, hergestellt wird.
Vorzugsweise werden als unmittelbar nicht verschweissbare Eunststoffe einerseits solche aus Polyolefinen, insbesondere Polyäthylene und andererseits solche aus Polyamidens vorzugsweise Polyundecanamid, miteinander verschweisst.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauches aus einer Innenschicht aus Polyamid, einer Aussenschicht aus Polyäthylen und einer Zwischenschicht, das sich dadurch auszeichnet, dass drei diesen Schichten entsprechende Schläuche gleichzeitig aus einem Dreifach-Extruderkopf in an sich bekannter Weise extrudiert werden.
Wie bereits erwähnt, iet die Herstellung von Verbundkörpern durch einen Dreifach-Extruderkopf an sich bereits bekannt (Französische Patentschrift 1 106 628).
Bei den erfindungegemäss zu verbindenden Kunststoffen handelt es sich um extrudierfähige Thermoplaste, bei denen nur eine einzige Zwischenschicht erforderlich ist. Die Verwendung von nur einer Zwischenschicht anstatt von drei Zwischenschichten entsprechend den bekannt gewordenen Maßnahmen bedeutet einen erheblichen technischen BortschriStt. Ermöglicht wird dies allein dadurch, dass die Zwischenschicht eine inhomogene Mischung ist, d. h. in dieser inhomogenen Zwischenschicht liegen grössere Bereiche der einen Xunststoffart neben grdsseren Bereichen der anderen Kunststoffart vor.
Erstaunlich ist, dass die Zwischenschicht allein schon für eine ausreichende Festigkeit sorgt. Diese ist offenbar dadurch gegeben, dass sie aus zwei ineinander verzahnten, Je in sich susammenhängenden Schichten der beiden Kunststoffarten besteht und auf ihren äusseren Seiten bietet die Zwischenschicht abwechselnd größere Oberflächenbereiche der einen und der anderen Kunststoffart nebeneinander, die groß genug sind, um eine Verschmelzung sowohl mit der einen als auch mit der anderen Kunststoffart zu ermöglichen.
Hingewieson werden soll noch derart, dass in der nicht völlig homogenen Mischung der beiden Harze in der Zwischenschicht die Partikel des leichter schmelzbaren Harzes auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden können und die bei einer höheren Temperatur schmelzbaren Harze einfach mit magma dispergiert sind, das der Extruderdüse zugeführt wird.
Gemäss einer besonders vorteilhaften lusführrungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird die erforderliche Anzahl von Kunststoffschichten und aus Mischungen von Kunststoffen bestehenden Zwischenschichten in zueinander koaxialer Anordnung aus einer Düse ausgepresst, die mit einer entsprechenden Zahl von Vorrichtungen, welche der Düse die verschiedenen Kunststoffe oder Miachungen von solchen zuführen, kombiniert ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des neuen Verfahrens zur Herstellung von aus voneinander verschiedenen Kunststoffen bestebaaden Verbundschläuchen werden mit eine und demselben Extruderkopf drei Speisevorrichtungen, z. 3.
Strangpressen, kombiniert, deren jede dem Extruderkopf das Material, welches eine der Schichten bildet, zuführt.
Die relative Anordnung dieser Zuführungsvorrichtungen in Richtung der Achse des Extruders ist von der Reihenfolge der Schichten in dem herzustellenden Verbundschlauch abhängig. Die Vorrichtung, welche das die Innenschicht bildende Material zuführt, ist aus Gründen, die einer besonderen Erläuterung nicht bedürfen, am weitesten von der Austrittsöffnung der Extruderdüse entfernt, und die anderen Vorrichtungen sind in tweckentaprechender Weise zwischen diesen beiden Stellen, nämlich der ersten Zuführungsvorrichtung und der lustrittlöffnung der Düse angeordnet.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung werden zwei röhrenförmige Schichten, nämlich die Innenschicht und die Zwischenschicht, unter Verwendung eines Auspresakopfes für aus swei Schichten bestehende Schläuche, welchem zwei Zuführungsvorrichtungen zugeordnet sind, gemeinsam ausgepresst, und die die aus einer anderen Düse zweckentsprechender Ausbildung ausgepresste kussenschicht wird, z. B. mittels einer mit einem Bundring ausgerüsteten Vorrichtung, auf die folgende Schicht aufgepresst.
Für die Herstellung von Verbundschläuchen gemäss der Erfindung, sind alle Kunststoffe, die nach dem Strangpressverfahren verarbeitet werden können, verwendbar. Im folgenden ist eine Reihe von solchen Kunststoffen aufgezählt, ohne dass aber diese Aufzählung erschöpfend ist.
Celluloseester und -äther, wie Cellulose- und Xthylcelluloseacetat, -acetobutyrat, -acetopropionat; Vinyl- und Vinylidenpolymere und -copolymere, wie Vinylacetat, Vinyldenchlorid, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral; Polymere und Copolymere der Acryl- und Methacrylester; Olefinpolymere und -copolymere, wie -thylen und Propylen, Polymere und Copolymere des Styrols und Alpha.methyl-styrols, und deren Mischungen oder copolymere elastomere Polyamide, Interpolyamide, wie Polyhexamethylensebacamid, Polycarbonate, Polyäther, wie Polyaldehyde und Polyurethane; natürliche und sythetische Elastomere, fluorierte thermoplastische Harze, sowie Silikonharze und Elastomere0 Vorzugsweise werden Polyolefine, insbesondere die Polyäthylene und Polyamide und von diesen in erster Linie Polyundedanamid verwendet.
Diese Kunststoffe können selbstverständlich in Mischung mit Füllstoffen, Plastifizierungsmitteln, Farbstoffen und anderen üblichen Zusätzen verwendet werden, vorausgesetzt, dass dadurch ein ihr Auspressen ermöglichender Zustand unter dem Fachmann allgemein bekannten Gesichtspunkten erhalten bleibt.
Zusammen hiermit werden Kunststoffe verwendet, die komplementäre bekannte Eigenschaften besitzen. Als Beispiele für solche Eigenschaften seien, ohne dass auch diese Auf zählung vollständig ist, erwähnt: Mechanische Festigkeit, Stoßfestigkeit, Wärmebeständigkeit, Durchsichtigkeit, Undurchsichtigkeit, Verhalten gegentiber chemischen StoffenJ UndurchlEssigkeit für Flüssigkeiten, Gase und Gerüche, leichte Bearbeitbarkeit, Möglichkeit des 3edrukkens oder Aufbringung eines Dekors usw..
Als Ausführungsbeispiel für das neue Verfahren wird nunmehr, ohne dass aber die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt wäre, die Herstellung von Verbundschäuchen gemäss der ErSindungs beschrieben, die aus einem durch jedes beliebige bekannte Polymerisationsverfahren für Äthylen hergestellten Aussenfilm aus Polyäthylen und einem Innfilm aus einem Polyamid, z. B.
PoXyundecanamid, bestehen. Die Zwischenschicht besteht aus einer Mischung aus 5 bis 95 Gew.-PolyEthylen und 95 bis bis 5 Gew.-% Polyamid, vorzugsweise aus zwischen 50 bis 70 % Polyäthylen und zwischen 30 und 50 % Polyamid. Diese Grenzwerte können sich je nach den Eigenschaften der eingesetzten Kunststoffe ändern.
B e i s p i e l Es wird eine mit drei Speisevorrichtungen ausgerüstete Extrudervorrichtung verwendet. Duch eine der Speisevorrichtungen werden Polyäthylenkörner der als WEochdruckpolyäthylenH bezeichneten Qualität, durch eine zweite Vorrichtung Polyamidkörner der unter dem Zeichen "Rilsan" auf dem Markt befindlichenQualitEt und durch eine dritte Vorrichtung für die Bildung der Zwischenschicht Körner aus einer Mischung von Polyäthylen und Polyundecanamid, welche auf einer Strangpresse mit zwei Schnecken hergestellt wurdeSund die aus 60 Gew.-% Polyäthylen und 40 Gew.-% Polyamid besteht, zugeführt.
Die Temperatur des Körpers der Vorrichtung für das Zuführen der PolyEthylenschicht wird auf zwischen 170 und 21000, die des Körpers der Voxrichtung für das Zuführen der Mischung auf zwischen 190 und 21000 und die des Körpers der Vorrichtung für das Zuführen des Polyamids ("Rilsan") auf zwischen 200 und 2200C gehalten. Die Temperatur des gemeinsamen Extruderkopfes beträgt etwa 200°C.
Die Einstellung der Luftmenge, welche in das Innere des Schlauchs eingeführt wird, der Kühlung am Austritt aus der Düse und die Einstellung der Ziehgeschwindigkeit, erfolgen wir im Falle des Pressens eines einschichtigen Schlauches, jedoch selbstverständlich unter Berücksichtigung der besonderen Merkmale der verschiedenen für die mehreren Schichten verwendeten Kunstharze.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen Ausführungsform beschränkt, denen gegenüber Änderungen in verschiedenster Richtung möglich sind, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.
-PatentansDrEche :-

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern wie Verbundschläuchen oder Verbundfolien aus wenigstens zwei verschiedenen aneinander nicht haftenden bzw. miteinander unmittelbar nicht verschweissbaren Kunststoffen mit wenigstens einer angeführten Zwischenschicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Kunststoffe und Zwischenschicht aus Thermoplasten bestehen, im thermoplastischen Zustand vereinigt werden, und als Zwischenschicht eine aus beiden gunststoffarten bestehende Mischung verwendet wird, wobei die Zwischenschicht aus einer nicht vollkommen homogenen, d. h. Teilchen der einen und der anderen Kunststoffart nebeneinander aufweisenden Mischung der beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffolien, hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass als unmittelbar nicht verschweissbare Kunststoffe einerseits solche aus Polyolefinen, insbeeindere Polyäthylene und andererseits solche aus Polyamiden, vorzugsweise Polyundecanamid, miteizwiler verschweißt werden.
3. Verfahren nach eines der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n s e i c h n e t, dass die Zwischenschicht aus 50 - 70, vorzugsweise 60 Gew.-% Polyäthylen und 30 - 50, vorzugsweise 40 Gew.-* Polyundecanamid besteht,
4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauches aus einer Innenschicht aus Polyamid, einer Aussenschicht aus Polyäthylen und einer Zwischenschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass drei diesen Schichten entsprechende Schläuche gleichzeitig aus einem Dreifach-Extruderkopf in an sich bekannter Weise extrudiert werden.