NO173690B

NO173690B - Fremgangsmaate ved fremstilling av roer ved ekstruderingsforming av en termoherdende harpiks

Info

Publication number: NO173690B
Application number: NO84841228A
Authority: NO
Inventors: Yoshiaki Fukuda; Takeshi Miyasaka; Iori Matumoto; Nobukatsu Kato; Kenji Yema
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1993-10-11
Also published as: FI841237L; DE3473128D1; EP0123917A1; NO841228L; FI79261B; US4797242A; KR910005173B1; EP0123917B1; NO173690C; CA1229966A; FI841237A0; FI79261C; KR840008917A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av rør ved ekstruderingsforming av en termoherdende harpiks, hvor det anvendes en ekstruderingsformemaskin av skruetypen omfattende en skrue som i retning mot sin frontseksjon i sekvens har en tilførselssone, en kompresjonssone, en homogeniseringssone, og nærmest frontseksjonen en glatt sone, idet maskinen ytterligere omfatter en omgivende første sylinderdel med en varmestyringsmekanisme i områder tilsvarende hver av skruens tilførsels-, kompresjons- og homogeniseringssoner, og en omgivende annen sylinderdel med en varmetilførselsevne i et område tilsvarende den glatte sone, skruen har et forhold mellom lengde (L) og diameter (D) på 7 til 40 og et kompresjonsforhold på 1,0 til 5,0, lengden av den glatte sone er i området ID til 15D hvor D er den nevnte diameter av skruen, de deler av sylinderen som tilsvarer kompresjonssonen, homogeniseringssonen og den glatte sone av skruen holdes ved en temperatur i området 50 til 200°C, slik at harpiksen i den glatte sone tildannes til rørform hvor ringspalten mellom den glatte del av skruen og den omgivende annen sylinderdel virker som en herdesone som under ekstruderingen står under trykk fra ekstruderskruen og hvori harpiksen underkastes termoherding i en slik grad at den etter å være blitt ekstrudert fra denne ringspalt i det minste er i stand til å bibeholde sin egen form, hvor trykket i herdesonen reguleres avhengig av ekstruderingsparametere som ekstruderingstakten, viskositet og type av plastmaterial som ekstruderes, varmestyringen i og lengde av de forskjellige soner, særlig lengden av herdesonen, og hvor da ytre og indre diameter av det ferdige rør vil tilsvare dimensjonene av ringspalten ved dens utløp, idet de fremstilte rør etter ekstruderingen eventuelt underkastes en etterherding, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at mottrykket fra herdesonen mot ekstruderskruen også reguleres ved at den nevnte ringspalt i herdesonen gis et tverrsnitt som øker henholdsvis avtar i ekstruderingsretningen, ved at den glatte sone (4) av skruen og/eller den omgivende sylinders innervegg gis en konisk form med en helning mot skrueaksen på mellom 1/1.000 og 1/30.000, fortrinnsvis mellom 1/1.000 og 1/10.000.

Dise trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravet.

Ved oppfinnelsen kan det tilveiebringes et herdeplastrør ved at en herdeplast formes i en glatt sone i frontseksjonen av en skrue i en slik utstrekning at harpiksen etter å være ekstrudert fra sylinderen kan bibeholde sin egen form med tilfeldig orientering av harpiksen og/eller et fibrøst fyllstoff.

De metoder som er tilgjengelige for forming av herdeplaster er trykkstøping, transpress-støping, sprøytestøping og ekstruderingsstøping. For ekstrudering av enkle lange pro-filer som f.eks. runde stenger og rør anvendes vanligvis støpeutstyr av trykkstempeltypen. Trykkstempel-maskiner har imidlertid en lav produktivitet og fører til vanskelig-heter med fremstilling av ekstrudater av stabil kvalitet på grunn av at de tilveiebringer høyt ekstruderingstrykk i formhulrommet og kan oppnå bare intermitterende ekstruder-ingssykluser. For å eliminere disse mangler er det blitt utviklet maskiner av skruetype for ekstruderingsstøpning. Ved denne metode innføres en smelte av herdeplast i skruemaskinen gjennom en tilslutning inn i formen hvor den gis den endelige profil. Det er imidlertid fremdeles nærmest umulig å oppnå kontinuerlig og stabil formgivning ved hjelp av denne metode. Som vist i japansk patentansøkning 146860/79 har maskiner av skruetypen komplekse plastkanaler. Små fluktuasjoner i temperatur eller trykk kan således bevirke hurtige endringer i herdingsreaksjonen eller stagnasjon av smeiten og dette bevirker en lokalisert herdingsreaksjon. Man har derfor gjort store anstrengelser for å løse disse problemer med ekstruderingsmaskiner av skruetypen.

Japansk patentansøkning 128521/82 omhandler en maskin av skruetype for ekstrudering av fornettet polyetylen. For å forhindre forringelse av sveisestyrken som skyldes torpedo-finner kobles en torpedo med ytre diameter 3/10 til 4/10 av skruediameteren og som penetrerer gjennom skruen til driv-mekanismen av ekstruderen og roteres for orientering av herdeplast-tilførselen. Selv denne maskin av skruetype tilveiebringer imidlertid ikke ekstruderings-støpeutstyr egnet for støping av herdeplaster på grunn av at maskinen innbe-fatter strukturelle begrensninger med hensyn til den ytre diameter av torpedoen, det vil si tilsvarende den indre diameter av de tilsiktede plastrør.

Det er et formål for det foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ektruderingsmetode for gjennomføring av en stabil herdingsreaksjon av eller støping av en herdeplast til rør-form, med en tilfeldig orientering som et hele og derved sikre balansert trykkstyrke i aksial retning og den retning som er normal til røraksen.

Det oppnådde herdeplastrør er egnet for bruk som et elektrisk, konstruksjons- eller bygningsmaterial.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av de vedføyde tegninger hvori: Fig. 1 og 2 er elektron-mikrografier som i lengdesnitt og tverrsnitt viser et fenolplastrør fremstilt ved hjelp av én konvensjonell ekstruderings-støpemetode. Fig. 3 og 4 er elektron-mikrografier som også viser lengdesnitt og tverrsnitt av et fenolplastrør fremstilt ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 5 til 8 viser utførelsesformer av skruen som kan anvendes ved oppfinnelsen med en glatt sone i frontseksjonen, hvor skruene i fig. 5-7 da anvendes med konisk sylinderdel omkring den glatte sone 4 mens fig. 8 viser en utførelsesform hvor både den glatte sone 4 og den omgivende sylinderdel er gitt en konisk form.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen orienteres molekylene i herdeplasten og filamentene av et fibrøst fyllstoff (hvis et sådant innlemmes i plasten) på en slik måte at den resulterende støpte gjenstand som et hele er tilfeldig orientert slik at det tilveiebringes en støpt gjenstand med en god likevekt i styrken, f.eks. trykkstyrken, mellom ekstruderingsretningen og retningen normalt på denne retning idet gjenstanden har forbedret brukbarhet som et elektrisk konstruksjonsmaterial eller bygningsmaterial.

Figurene 1 og 2 er elektron-mikrografier som viser formen av fibre i to tverrsnitt av et fenolplastrør fremstilt ved hjelp av den konvensjonelle ekstruderings-støpemetode idet et snitt er tatt i ekstruderingsretningen og det annet er tatt normalt til denne retning. Figurene 3 og 4 er elektron-mikrograf ier som viser formen av fibre i to snitt av et fenolplastrør fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse, idet et snitt er tatt i ekstruderingsretningen og det annet er tatt normalt til denne retning. Som vist i fig. 2 har nesten alle fibre sett i en retning normalt til ekstruderingsretningen en sirkulær profil som indikerer den høye grad av fiberorientering i denne normale retning. På den annen side, som vist i figurene 3 og 4, er fibrene i det fenolplastrør som fremstilles ved hjelp av oppfinnelsen generelt tilfeldig orientert. På grunn av denne tilfeldige orientering av fibrene kan forholdet mellom trykkstyrken i retningen normal til røraksen og trykkstyrken i den aksiale retning styres til å være fra 0,4 til 1,5 slik at anvendbarheten av røret økes.

Illustrerende herdeplaster som kan ekstruderes ved oppfinnelsen omfatter fenolplaster, melaminplaster, ureaplaster, umettede polyesterplaster, epoksyplast, silikonplast, allyl-plast, xylenplast og anilinplast. Oppfinnelsen er særlig egnet for støping av fenol-, epoksy- og melaminplaster.

Disse herdeplaster kan inneholde konvensjonelle fyllstoffer som f.eks. silisiumoksydpulver, kalsiumkarbonat, talkum og aluminiumoksyd. For å tilveiebringe en støpt gjenstand med en forbedret styrke, særlig høy trykkstyrke, kan herdeplasten også inneholde organiske og uorganiske forsterkende fiber-materialer som tremel, bomull, nylonfibre, vinylfibre, glass-fibre, karbonfibre og metallfibre. Disse forsterkende fibrøse materialer kan foreligge i en slik mengde at summen av dem og fyllstoffene angitt i det foregående er i området 20 til 80 vekt% av det endelige støpte produkt. Plastene kan også inneholde andre tilsetningsmidler som f.eks. slippmidler, fortykningsmidler, fargestoffer, dispergeringsmidler, oppskumningsmidler, så vel som polymerisasjonsinitiatorer, herdeakseleratorer og polymeriserings-inhibitorer. Andre polymerer som f.eks. termoplaster kan også anvendes som et middel for å styre viskositeten av herdeplastene under deres herdefase.

Det karakteristiske trekk ved den foreliggende oppfinnelse beror i den spesielle konstruksjonen av frontseksjonen av ekstruderen. Typisk anvendes en enkeltskruet ekstruder, men en dobbeltskruet ekstruder og en flerskruet ekstruder kan også anvendes så lenge som de respektive skruer er kombinert til å danne en enkelt frontseksjon med den nevnte spesielle konstruksjon. Eksempler på de glatte soner av skruen er vist i fig. 5-8 hvori en glatt sone 4 er tilveiebragt i frontseksjonen av skruene. Skruene har en tilførselssone 1, en kompresjonssone 2 og en homogeniseringssone 3. Den glatte sone 4 kan begynne ved enden av tilførselssonen som vist i fig. 5, ved slutten av kompresjonssonen som vist i fig. 6 eller i den mellomliggende seksjon av homogeniseringssonen som vist i fig. 7. Ved de utførelsesformer av skruene som fremgår av fig. 5-7 må den glatte sone 4 av skruene omgis med en konisk innervegg for oppnåelse av det økende eller avtagende tverrsnitt av ringspalten.

Som vist i fig. 8 blir både skruediameteren i den glatte sone 4 og den indre diameter av sylinderen i den tilsvarende del øket eller minsket, uavhengig av diameteren av skruebunnen eller den indre diameteren av sylinderen i skruedelen, i samsvar med ytre og indre diametere for den ønskede formgivning av røret.

Forholdet mellom lengde/diameter (L/D) for den spesielle skrue som anvendes ved den foreliggende oppfinnelse er generelt fra 7 til 40, foretrukket fra 10 til 35, mere foretrukket fra 15 til 25. Kompresjonsforholdet for skruen er generelt i området fra 1,0 til 5,0, foretrukket fra 1,2 til 4,0 og mer foretrukket fra 1,5 til 3,0. Lengden av den glatte sone i frontseksjonen avskruen er generelt fra 1 til 15D, foretrukket fra 2 til 10D, og mer foretrukket fra 2 til 7D.

Hvis en vanlig skrue med fulle gjenger som ikke har noen glatt sone anvendes i frontseksjonen ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen oppnås et skrueformet produkt i stedet for den ønskede rørform. Hvis lengden av den glatte sone er mindre enn ID deformeres et formet produkt ekstrudert fra sylinderen og kontinuerlig fremstilling av den ønskede form er vanskelig. Hvis lengden av den glatte sone er større enn 15D resulterer et høyt støpetrykk og dette kan true den mekaniske integritet av ekstruderen.

Kompresjonsforholdet for skruen og lengden av den glatte sone begrenses variert av forskjellige kombinasjoner av gapet mellom den glatte sone av skruen og den tilsvarende del av sylinderen (det vil si veggtykkelsen av den formede gjenstand), ekstruderingstakten og egenskapene av den tilførte herdeplast. Jo høyere kompresjonsforholdet for skruen er, og jo lengere den glatte sone er, desto høyere er det tilbaketrykk som skapes av skruen, mens jo lavere kompresjonsforholdet er og jo kortere den glatte sone er, desto mindre er tilbaketrykket. Hvis det skapes et for høyt tilbaketrykk, bevirkes for sterk knaing som opptrer i skruedelen, for sterk varmeutvikling og herding av plast-tilførselen. Et for lavt tilbaketrykk er også uønskelig på grunn av at den komprimerende fylling og knaing av tilførselen blir utilstrekkelig. Et passende tilbaketrykk er nødvendig for å oppnå den komprimerende fylling og grundige knaing av tilførselen. Med andre ord må kompresjonsforholdet for skruen og lengden av den glatte sone være passende for å sikre stabil ekstrudering og frembringe gjenstander med god kvalitet. Jo større (mindre) gapet er mellom den glatte sone av skruen og den tilsvarende del av sylinderen, desto lavere (høyere) må ekstruderingstakten være og jo lavere (høyere) viskositeten av plasttilførselen er og jo hurtigere (sakte) herdingsreaksjons-hastigheten er, desto høyere (lavere) må kompresjonsforholdet for skruen og desto lengre (kortere) må den glatte sone være.

Som tidligere nevnt, er skruediameteren i den glatte sone 4 og/eller den indre diameter av den tilsvarende seksjon av sylinderen 6 øket eller minsket i ekstruderingsretningen i samsvar med ytre og indre diametere av den endelige profil, ved at hele eller en del av overflaten i homogeniseringssonen (inklusive den glatte sone) av skruen og/eller innsiden av den tilsvarende seksjon av sylinderen er forsynt med en helling i forhold til skrueaksen, generelt fra 1/1000 til 30/1000, foretrukket fra 1/1000 til 10/1000.

Hellingen tilveiebragt i forhold til skrueaksen vil enten redusere friksjonsmotstanden mellom plasten og homogeniseringssonen av skruen og den tilsvarende del av sylinderen, eller meddele plasten øket kompresjon slik at plasten vil bli sterkt klebende. Hvis skruen er tilspisset mot frontenden nedsettes friksjonsmotstanden mellom skruen og plasten og utøvelse av for sterkt trykk på den smeltede plast kan unngås. Ingen slik virkning oppnås hvis tilspissingen er mindre enn 1/1000. En tilspissing på mer enn 30/1000 er ikke nødvendig da anvendelsen er begrenset til det tilfelle at skruen er i kontakt med plasten over en meget kort avstand. Hvis skruen er utvidet mot forenden gis plasten en økt kompresjon og den vil bli sterkt klebende. Hvis imidlertid skruen vider seg ut med en helling på mer enn 30/1000 opptrer for sterk kompresjon og et uønsket stort trykk utøves på plasten. Utvidelse av en del av homogeniseringssonen med en helling på mer enn 30/1000 betraktes også som en modifisering av kompresjons-sonen og bør følgelig unngås.

Lignende resultater kan oppnås ved å forsyne innsiden av sylinderen med en helling i forhold til skrueaksen og i dette tilfelle har hellingen de samme begrensninger som beskrevet i det foregående.

Et apparat som fordelaktig kan anvendes for gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for ekstruderings-støpning av en herdeplast, under anvendelse av en skrue og sylinder som omhandlet i det foregående, omfatter en skrue bestående av en tilførselssone, en kompresjonssone, en homogeniseringssone og en glatt sone idet en første sylinderdel har en varmekontrollmekanisme i områder tilsvarende sonene for tilførsel, kompresjon og homogenisering, og en annen sylinderdel med en varmetilførende evne i et område tilsvarende den glatte sone og med diameter som er lik eller forskjellig fra diameteren av den endelige skrue i homogeniseringssonen. Reaksjonen med herding av plasten fremmes i rommet som avgrenses av den glatte sone og den tilsvarende del av sylinderen og harpiksen støpes i en slik utstrekning at etter at den er ekstrudert fra sylinderen kan den bibeholde sin egen form.

Virkemåten for et slikt apparat er som følger:

En herdeplast tilføres sylinderen gjennom en rystetrakt og smeltes ved hjelp av varmeinnretninger og skyves i en skrue-form mot den glatte sone. Friksjonsmotstanden mellom skruen og sylinderen, kombinert med en minskende dybde av skrue-gjengene bevirker at den smeltede plast blir sterkt klebende og ettersom den smeltede plast føres gjennom den glatte sone bearbeides den i en slik grad at den, etter at den er ekstrudert fra sylinderen, er i stand til å bibeholde sin egen form. Med tilstrekkelig struktur-stivhet ekstruderes plasten fra sylinderen i form av et kontinuerlig rør.

Den indre konstruksjon av ekstruderen som anvendes ved oppfinnelsen kan innlemme forskjellige modifikasjoner, f.eks. et luftutslipp eller en spesiell knamekanisme anordnet i området som strekker seg fra tilførselssonen til homogeniseringssonen. Ved utøvelsen av oppfinnelsen kan temperaturinnstillingene for de respektive seksjoner av ekstruderen variere med forskjellige kombinasjoner av egenskaper av den tilførte plast, kompresjonsforholdet for skruen, klaringen mellom den glatte sone av skruen og den tilsvarende del av sylinderen, lengden av den glatte sone og ekstruderingstakten. De deler av sylinderen som tilsvarer kompresjons-, homogeniserings-, og glatt-sonen av skruen innstilles ved temperaturer i området fra 50 til 200°C, foretrukket fra 60 til 150°C. Hvis temperaturer lavere enn 50°C anvendes herder ikke plasten tilstrekkelig sterkt til å gi et støpestykke med god kvalitet. På den annen side er temperaturer høyere enn 200°C ikke nødvendig da de fleste herdeplaster som formes ved ekstruder-ingsstøping kan herdes tilstrekkelig sterkt ved temperaturer opptil 200°C.

Forskjellige fordeler kan oppnås ved å anvende oppfinnelsen under passende valgte støpetemperaturer. Alle de rør som støpes fra herdeplaster ved hjelp av de konvensjonelle metoder som er vist i japanske patentansøkninger 146860/79 og 128521/82 har lav styrke i omkretsretningen og kan skades av trykk som utøves enten inne i eller utenfor røret. Videre sprekker disse rør lett i den aksiale retning ved slag-påkjenning. Dette skyldes antagelig at plasten og det fibrøse fyllstoff er orientert i ekstruderingsretningen eller den aksiale retning av røret. Sagt mer spesifikt blir ved de konvensjonelle ekstruderingsmetoder den smeltede plast formet og herdet når den skyves gjennom kanaler i formhulrommet og under dette trinn beveges plasten bare i ekstruderingsretningen, eller den aksiale retning av røret og bevirker at plast og fibrøst fyllstoff orienteres i denne retning.

På den annen side underkastes ved oppfinnelsen plasten som beveger seg fra tilførselssonen til homogeniseringssonen for en skjærpåkjenning som virker i en retning generelt parallelt med skruekanalene. Således blir plasten eller det fibrøse fyllstoff ikke orientert i noen spesifikk retning i forhold til retningen for rørekstruderingen. Videre passerer en slik tilfeldig orientert plast gjennom herdingsreaksjonen etter at den er overført til den glatte sone. Som et resultat orienteres plasten og det fibrøse fyllstoff, spesielt i overflatelaget av rørveggen, på en måte som er balansert mellom den aksiale og omkretsretningen av røret.

Ved de konvensjonelle ekstruderingsmetoder innføres herdeplast oppvarmet til smeltet tilstand i sylinderen i formhulrommet gjennom en overgang og gis den endelige form i dette hulrom. Strømmen av plast reduseres i diameter av overgangsstykket og reekspanderes rundt doren som er festet til armkorset. På grunn av denne komplekse endring i strømningskanalen for plasten opptrer lett stagnasjon og bevirker en lokalisert herdereaksjon eller små fluktuasjoner i trykk eller temperatur vil indusere plutselig opptreden av herdereaksjonen. For å forhindre plaststagnasjon og sikre glatt ekstrudering av plasten ved å overvinne den friksjon som bevirkes av de komplekse kanaler må et høyt ekstruderingstrykk tilveiebringes ved hjelp av en spesiell ekstruder. Til tross for dette kan de konvensjonelle metoder ikke oppnå en ekstruderingshastighet på over 30 cm/min. og kan ikke tilveiebringe et rør med en høy grad av rundhet og en jevn fordeling av veggtykkelsen.

Ved oppfinnelsen vil profilen som avgrenses mellom den

glatte sone av skruen og den tilsvarende del av sylinderen virke"som et formhulrom og plasten strømmer bare gjennom klaringen gjennom sylinder og skrue. Plaststagnasjon opptrer derfor ikke i noen del av apparatet og der er ingen mulighet for at noen lokalisert herdingsreaksjon eller en plutselig herdingsreaksjon forekommer på grunn av fluktuasjoner i trykk eller temperatur.

Som en ytterligere fordel er skruen anvendt ved oppfinnelsen åpen til atmosfæren ved frontenden og kan øke trykket og utøve tilbaketrykk langs sin totale lengde. De to typer av trykk kan derfor eliminere hverandre og den resulterende kraft på trøstelageret for skruen er da vesentlig mindre enn den som opptrer ved den konvensjonelle ekstruderingsstøpemetode.

Den glatte sone av skruen i samsvar med oppfinnelsen er ekvivalent med doren inne i formhulrommet anvendt ved den konvensjonelle ekstruderings-støpeteknikk. Da denne glatte sone roterer under ekstrudering av plasten skapes en for-holdsvis liten friksjonsmotstand mellom den herdede plast og metalldelene og ekstruderingstrykket nødvendig for utøvelse av den foreliggende oppfinnelse er lik den verdi som kan tilveiebringes med den konvensjonelle ekstruder av skruetypen. Apparatet anvendt ved oppfinnelsen kan derfor lett tilveiebringe en ekstruderingshastighet så høy som 80 cm/min.

Røret ekstrudert i samsvar med oppfinnelsen kan underkastes en etterherding etter behov. Denne etter-herding fullføres ved hjelp av passende varmebehandling. Det forstås imidlertid fra den foregående beskrivelse at ved passende valg av støpe-betingelsene i samsvar med oppfinnelsen er herdeplasten som er ekstrudert fra sylinderen allerede herdet og formet i en slik utstrekning at den kan bibeholde sin egen form uten å utsettes for noen deformasjon som f.eks. krølling, bøyning og svelling. Videre er ytre og indre diameter av det ekstruderte rør bestemt av henholdsvis den indre diameter av frontenden av sylinderen og den ytre diameter av frontenden av den glatte sone av skruen. Dette trekk, forbundet med den enkel konfigurasjon av kanalene for plaststrømningen er fordelaktig for fremstilling av et ekstrudert rør med en høy grad av rundhet og jevn fordeling av veggtykkelsen. Det herdeplastrør som tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen har en god balanse mellom trykkstyrken i aksialretning og trykkstyrken i retning normalt på røraksen. Røret har derfor en høy motstand mot trykk- og bøye-påkjenninger og finner utstrakt anvendelse i flammehemmende og flamme-bestandige materialer med høy kommersiell verdi som elektriske, konstruksjons- eller bygningsmaterialer.

Det herdeplastrør som ekstruderes ved oppfinnelsen er spesielt nyttig som et fluid-transportrør eller som et beskyttende rør. Konvensjonelt transporteres flytende substanser som vann, olje eller gasser som luft gjennom metallrør eller termoplastrør som f.eks. polyvinylkloridrør. Metallrør er sterke men de er tunge, mindre lette å legge og angripes lett av korrosjon. De har en høy motstandsdyktighet overfor varme og antennelse, men deres varmeisolerende egenskaper er ganske lave slik at i tilfelle av brann overføres varme hurtig til fluidet som strømmer gjennom røret eller til understøttelsen eller andre tilknyttede elementer for røret slik at sjansen for at brannen sprer seg øker. Termoplastrør er lette, har korrosjons-motstand og er billige, men som det er vel kjent har termoplastmaterialer meget lav motstandsevne overfor varme og antennelse.

Et fluid-transportrør ekstrudert fra herdeplast i samsvar med oppfinnelsen er meget motstandsdyktig ikke bare overfor varme men også overfor oljer som f.eks. fyringsolje, bensin og parafin, organiske løsningsmidler som alkohol, keton, estere og aromatiske hydrokarboner, syrer og alkalier.

Spesielt har rør ekstrudert fra fenol-, melamin- eller xylenplast utmerkede flammehemmende egenskaper ved at en flamme som antenner dem blir selvslukkende og selv om de utsettes for en flamme inntreffer ingen drypping på grunn av at deres opprin-nelige form hovedsakelig bibeholdes og det avgis ingen giftige gasser.

De herdeplastrør som ekstruderes ved oppfinnelsen kan anvendes for transport av væsker, f.eks. koldt eller varmt vann, til eller fra boliger, kontorbygninger, fabrikker eller varme-anlegg, f.eks. rørledninger i bad, fyringskjeler, kjøleanlegg og solvarmesystemer, såvel som avløpsrør generelt, for brenselolje eller fjernelse av brenselolje fra fabrikker, kjøretøyer, skip og fly, såvel som transport av kjemikalier. Disse rør kan også anvendes for å transportere gasser til eller fra eller for å lufte boliger, kontorbygninger og fabrikker (f.eks. tilførsels- og utløpsrør for gassovner, ovner og forbrenningsmotorer, såvel som generell tilførsel, ventilering og lufterør, og å transportere inerte gasser som nitrogen, argon og helium til kjemiske fabrikker.

Elektriske ledninger installert i boliger, kontorbygninger og fabrikker, elektriske ledninger i datamaskiner og kontor-automatiseringsutstyr, såvel som rør for å transportere fluider til å fra kjemiske fabrikker blir også konvensjonelt beskyttet med rør av metall eller termoplast. Disse rør har imidlertid mangler som følger med metaller og termoplastmaterialer og også her er disse mangler ikke tilstede i de herdeplastrør som ekstruderes i samsvar med oppfinnelsen, som har stor motstand overfor korrosjon, kjemikalier og varme og følgelig effektivt kan anvendes som en beskyttende ledning. Spesielt gode resultater oppnås ved å anvende herdeplastrørene fremstilt i samsvar med oppfinnelsen som beskyttelse for rør som trenger gjennom veggene i bygninger som f.eks. boliger og kontorbygninger. I branntilfeller brenner ikke herde-plastrøret og forhindrer spredning av brannen ved å danne en isolerende barriere mot varmepåvirkningen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives mer detaljert ved henvisning til utførelseseksempler og sammenligningseksempler.

EKSEMPEL 1

En ekstruder med rystetrakt og en sylinder (D: 40 mm diameter, L/D:24) utstyrt med en vannavkjølingskappe med lengde 2D målt fra bunnen av rystetrakten ble anvendt i dette eksempel. Sylinderen var også utstyrt med fire elektriske varmeinnretninger (2 kW) i de respektive seksjoner av 3D-10D, 11D-16D, 17D-20D og 21D-24D. Sylinderen inneholdt en skrue med en tilførselssone med lengde 5D, en kompresjonssone med lengde 12D, såvel som en glatt sone med en lengde på 160 mm (4D) i frontseksjonen og som strakk seg fra en homogeniseringssone med en skrue-bunndiameter på 35 mm. Skruen hadde et kompresjonsforhold på 2 og en lengde på 120 mm (3D) og front-sonen av den glatte sone var gitt en konisk tilspissing tilsvarende en helling i forhold til skrueaksen på 5/1000. Under anvendelse av dette ekstruderingsutstyr ble rør ekstrudert fra en fenolplast ("PM-634 J" fra Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) ved 27 omdreininger pr. min. Sylinderen besto av de følgende fem seksjoner: C1 (0,2D), C2 (3D-10D, C3 (11D-16D) , C4 (17D-20D) og C5 (21D-24D) . C^-sonen var vannavkjølt og de andre fire soner var oppvarmet ved henholdsvis 60, 90, 110 og 12 0°C. Egenskapene av det ekstruderte rør er vist i tabell 1.

SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 1

En ekstruder med en sylinder med spesifikasjoner vist i eksempel 1 ble anvendt. Sylinderen inneholdt en skrue (kompresjonsforhold 2) med en tilførselssone med lengde 5D, en kompresjonssone med lengde 12D og en glatt sone med en diameter på 35 mm og en lengde på 160 mm (4D) som i frontseksjonen strakk seg fra homogeniseringssonen med en skruebunndiameter på 35 mm. Under anvendelse av dette ekstruderingsutstyr ble en fenolplast ("PM-635 J") ekstrudert som i eksempel 1. Egenskapene av støpestykket er vist i tabell 1.

EKSEMPEL 2

En ekstruder med en sylinder med samme spesifikasjoner som vist i eksempel 1 ble anvendt. Sylinderen inneholdt en skrue (kompresjonsforhold 1,5) med en tilførselssone med lengde 5D, en kompresjonssone med lengde 12D og en glatt sone med en lengde på 120 mm (3D) som i frontseksjonen strakk seg fra homogeniseringssonen med en skrue-bunndiameter på 33,4 mm. En lengde av 80 mm (2D) målt fra den forreste ende av skruen var rett men en lengde på ytterligere 80 mm målt fra denne sone utvidet seg med en helling i forhold til skrueaksen på 10/1000. Under anvendelse av dette ekstruderingsutstyr ble rør ekstrudert fra en fenolplast ("Nikkalite 950-J" fra Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) med 27 omdreininger pr. min. Sylinderen besto av de følgende fem seksjoner: C-l (0-2D), C2 (3D-10D), C3 (11D-16D), C4 (17D-20D) og C5 (21D-24D). Ci-sonen var vannavkjølt og de andre fire soner ble oppvarmet ved henholdsvis 60, 90, 110 og 125°C. Egenskapene av det ekstruderte rør er vist i tabell 1.

SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 2

En ekstruder med en sylinder med samme spesifikasjoner som vist i eksempel 1 ble anvendt. Sylinderen inneholdt en skrue (kompresjonsforhold 1,5) med en tilførselssone på 5D, en kompresjonssone på 12D og en glatt sone med en diameter på 35 mm og en lengde på 12 0 mm (3D) som i frontseksjonen strakk seg fra homogeniseringssonen med en skrue-bunndiameter på 35 mm. Under anvendelse av dette ekstruderingsutstyr ble en fenolplast ("Nikkalite 950-J") ekstrudert som i eksempel 11. Egenskapene av støpeproduktet er vist i tabell 1.

Bedømmelse av ekstruderte produkter:

Tabell 1 viser at endog høytrykks-plast som i seg selv er vanskelig å forme kan ekstruderes med relativ letthet ved anvendelse av en skrue med en homogeniseringssone som er tilspisset mot frontenden. På den annen side kan et tett produkt ekstruderes fra en lavtrykksplast ved å anvende en skrue med en homogeniseringssone som er utvidet mot frontenden .

PATENTKRAV

Fremgangsmåte ved fremstilling av rør ved ekstruderingsforming av en"termoherdende harpiks, hvor det anvendes en ekstruderingsformemaskin av skruetypen omfattende en skrue som i retning mot sin frontseksjon i sekvens har en tilførselssone (1), en kompresjonssone (2), en homogeniseringssone (3), og nærmest frontseksjonen en glatt sone (4), idet maskinen ytterligere omfatter en omgivende første sylinderdel med en varmestyringsmekanisme i områder tilsvarende hver av skruens tilførsels-, kompresjons- og homogeniseringssoner, og en omgivende annen sylinderdel med en varmetilførselsevne i et område tilsvarende den glatte sone (4), skruen har et forhold mellom lengde (L) og diameter (D) på 7 til 40 og et kompresjonsforhold på 1,0 til 5,0, lengden av den glatte sone (4) er i området ID til 15D hvor D er den nevnte diameter av

Claims

Fremgangsmåte ved fremstilling av rør ved ekstruderingsforming av en termoherdende harpiks, hvor det anvendes en ekstruderingsformemaskin av skruetypen omfattende en skrue som i retning mot sin frontseksjon i sekvens har en tilførselssone (1) , en kompresjonssone (2), en homogeniseringssone (3), og nærmest frontseksjonen en glatt sone (4), idet maskinen ytterligere omfatter en omgivende første sylinderdel med en varmestyringsmekanisme i områder tilsvarende hver av skruens tilførsels-, kompresjons- og homogeniseringssoner, og en omgivende annen sylinderdel med en varmetilførselsevne i et område tilsvarende den glatte sone (4), skruen har et forhold mellom lengde (L) og diameter (D) på 7 til 40 og et kompresjonsforhold på 1,0 til 5,0, lengden av den glatte sone (4) er i området ID til 15D hvor D er den nevnte diameter av skruen, de deler av sylinderen som tilsvarer kompresjonssonen (2) , homogeniseringssonen (3) og den glatte sone (4) av skruen holdes ved en temperatur i området 50 til 2 00°C, slik at harpiksen i den glatte sone (4) tildannes til rørform hvor ringspalten mellom den glatte del av skruen og den omgivende annen sylinderdel virker som en herdesone som under ekstruderingen står under trykk fra ekstruderskruen og hvori harpiksen underkastes termoherding i en slik grad at den etter å være blitt ekstrudert fra denne ringspalt i det minste er i stand til å bibeholde sin egen form, hvor trykket i herdesonen reguleres avhengig av ekstruderingsparametere som ekstruderingstakten, viskositet og type av plastmaterial som ekstruderes, varmestyringen i og lengde av de forskjellige soner, særlig lengden av herdesonen, og hvor da ytre og indre diameter av det ferdige rør vil tilsvare dimensjonene av ringspalten ved dens utløp, idet de fremstilte rør etter ekstruderingen eventuelt underkastes en etterherding, karakterisert ved at mottrykket fra herdesonen mot ekstruderskruen også reguleres ved at den nevnte ringspalt i herdesonen gis et tverrsnitt som øker henholdsvis avtar i ekstruderingsretningen, ved at den glatte sone (4) av skruen og/eller den omgivende sylinders innervegg gis en konisk form med en helning mot skrueaksen på mellom 1/1.000 og.1/30.000, fortrinnsvis mellom 1/1.000 og 1/10.000.