DE2635080A1

DE2635080A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschleunigten umbildung der kristallform von rohren aus isotaktischem polybuten

Info

Publication number: DE2635080A1
Application number: DE19762635080
Authority: DE
Inventors: Jacques Joye; Andre Kepes
Original assignee: Chimique des Charbonnages SA
Current assignee: Orkem SA
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1977-02-24
Also published as: PT65354B; LU75532A1; NL7608517A; BE844865A; FR2320170A1; JPS5219771A; DE2635080C2; US4141953A; BR7605035A; GB1562615A; IE43493L; IT1069515B; ES450447A1; IE43493B1; FR2320170B1; PT65354A; DK352076A

Description

PATE NTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER &HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 05 29 802 HNKL D FDUARD-SCHMID-STRASSF 2 WECHSELBANKMÜNCHENNr.Sie-KSlll TELEFON· iO891 66 3197 66 30 91 92 DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914 TELEFON. (089) 66 3197, 663091 92 D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 162147 - TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN

Societe Chimique des Charbonnages

la Defense
Paris*, Frankreich

UNSER ZEICHEN: MÜNCHEN, DEN

BETRIFFT:

Ti MG. 1976

Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Umbildung der Kristallform von Rohren aus isotaktischem Polybuten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur beschleunigten Umwandlung von isotaktischen Polybut-1-en-Rohren von der Kristallform II in die Kristallform I₀

Es ist bekannt, daß man durch Abkühlen von im geschmolzenen Zustand vorliegendem isotaktischen Polybut-1-en selbst bei hoher Geschwindigkeit unweigerlich Kristalle der metastabilen tetragonalen Form II erhält, deren mechanische Eigenschaften mittelmäßig sind. Diese Form entwickelt sich spontan und irreversibel zur stabilen und rhomboedrischen Form I unter Veränderung des Aussehens und der physikalischen Eigenschaften (Schmelzpunkt, Dichte) des Materials© Bei Normaltemperaf» tür und -druck ist die Kristallumbildung innerhalb von 1 bis 7 Tagen abgeschlossen, was vom Molekulargewicht und von der Taktizität des Polymeren, seinem Herstellungsverfahren (insbesondere vom Druck) oder dem Vorhandensein von Verunreinigungen und verschiedenen Zusätzen abhängt» Diese Polymorphie

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führt zu Schwierigkeiten bezüglich der Lagerung von Formteilen großer Abmessungen, speziell von Rohren, weil es unmöglich ist, diese Formteile während der ersten Tage nach dem Extrudieren derselben ohne die Gefahr einer Verformung zu transportieren und handzuhaben· Unmittelbar nach dem Extrudieren werden die Rohre häufig auf Trommeln aufgespult. Wenn nach einigen Tagen die Kristallumbildung im aufgewickelten Zustand stattgefunden hat, ist es praktisch unmöglich, ein solches, in Form steifer Wendeln vorliegendes Rohr abzuwickeln. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur beschleunigten Alterung, um diese Erzeugnisse mit Rohren aus anderen Kunststoffen wettbewerbsfähig zu machen.

Es sind zahlreiche Methoden zur Beschleunigung dieser Kristallumbildung mit unterschiedlichem Erfolg bekannt, doch sind alle diese Methoden mit zahlreichen Nachteilen bezüglich der anschließenden Umwandlung der Erzeugnisse behaftet«» Eine erste Möglichkeit besteht darin, dem Polybuten verschiedene Zusätze oder Comonomere zuzusetzen, wobei Stearinsäure, cc-Chloropren, Diphenyläther, Isocumylacetat und Dioctylphthalat als Zusätze und Äthylen, Propylen und Penten als Comonomere geeignet sind. Abgesehen von der erheblichen Erhöhung der Umwandlungsgeschwindigkeit ist ein Alterungsverfahren dieser Art nicht zufriedenstellend, weil die Copolymerisation und die Einverleibung von Zusätzen die mechanischen und optischen Eigenschaften der Form I des Erzeugnisses ungünstig beeinflussen.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Rohr in Form II bei Raumtemperatur einer Zugkraft und dadurch einer Dehnung in der Größenordnung von 200# zu unterwerfen« Dieses Verfahren ist jedoch einerseits bei Teilen großer Abmessungen technisch schwierig durchzuführen, während dabei andererseits eine anisotrope Wirkung herbeigeführt wird, die für die mechanischen Eigenschaften nachteilig ist. Gemäß der GB-PS 1 349 286 besteht eine

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Abwandlung dieses Verfahrens in der Durchführung einer geringeren Dehnung bei einer niedrigeren Temperatur. Auf diese Weise ist es möglich, innerhalb von 5 min 90% der Form II in die Form I umzuwandeln, indem bei einer Temperatur zwischen -15° und +7⁰C eine Dehnung von 22 bis 50% längs einer oder mehrerer Achsen hervorgerufen wird. Abgesehen von den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform dieses Verfahrens geschilderten Nachteilen ist die gewünschte Umwandlungsrate um so höher, je niedriger die für eine vorgegebene Dehnung erforderliche Temperatur ist, was zu zusätzlichem Energieverbrauch in der Extrudierstraße führt.

Andererseits ist es aus der US-PS 3 205 289 bekannt, den Berstwiderstand eines thermoplastischen Rohrs durch dessen Kaltbearbeitung auf einem Innendorn mit einem Außendurchmesser zu erhöhen, der größer oder genauso groß ist wie der Innendurchmesser des Rohrs, wobei das Rohr einer Verformung durch eine rotierende Druckeinrichtung unterworfen wird, die gleichzeitig je eine Kraft in Längs- und in Umfangsrichtung zu übertragen vermag, während der Innendurchmesser des Rohrs konstant gehalten und die Temperatur des thermoplastischen Materials zwischen den Übergangspunkten der ersten und zweiten Ordnung (Schmelz-und Einfriertemperatur) gehalten wird. Dennoch zeigt es sich im Fall von Polybut-1-en, daß bei gleich lange aufrechterhaltener Berstbeständigkeit die zulässige Querbelastung in einem diesem Verfahren unterworfenen Rohr bei. 20⁰C um mehr als 25% und bei 80⁰C um mehr als 40% gegenüber einem Vergleichsrohr abnimmt, so daß sich die Verwendung solcher Rohre in den meisten Anwendungsfällen aus Sicherheitsgründen verbietet,

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens zur beschleunigten Umwandlung der Kristallform von Rohren aus isotaktischem Polybuten, wobei dieses Verfahren unabhängig von den Abmessungen der zu behandelnden Teile einfach durchzuführen

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sein und Einsparungen sowohl bezüglich des Energieverbrauchs als auch der nötigen BehuMlungszeit ermöglichen soll. Mit diesem Verfahren sollen außerdem die Lagerungsmöglichkeiten, die Maßgenauigkeit sowie die Oberflächengüte (Glanz) des Erzeugnisses verbessert werden·

Zudem bezwef^vt die Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die unmittelbar in einer kontinuierlichen Extrudier- bzw. Strangpreßstraße anwendbar ist.

Die genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr geradlinig bewegt und das sich bewegende Rohr einer Vielzahl von gleichzeitigen äußeren Radialbeanspruchungen unterworfen wird, die längs eines Radius oder mehrerer Radien des gleichen geraden Abschnitts und in einem oder mehreren, benachbarten geraden Abschnitten wirken. Die Spannungsbereiche im gleichen geraden Abschnitt legen dabei eine vieleckige bzw. polygonale Linie fest, die im allgemeinen von einem konzentrisch zum ursprünglichen geraden Abschnitt des Rohrs liegenden Kreis umschrieben wird. Gemäß einer speziellen Durchführungsform der Erfindung führt diese polygonale Linie eine Bewegung, z.B. eine wendel- oder schraubenförmige Drehbewegung, gegenüber dem Rohr aus. Die dem Rohr erteilte Verformung kann stufenlos variiert werden, nämlich durch Abwandlung der Form der polygonalen Linien und der Art der ihnen erteilten Bewegungen, und sie kann eine Längsverschiebung des Materials zur Folge haben, ohne daß deren Wirkungen in diejenigen eines Ziehvorgangs übergehen. Aus diesem Grund wurden für die Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Durchführungsformen gewählt, ohne die Erfindung darauf beschränken zu wollen.

Die erste Durchführungsform besteht in der Anlegung von

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zyklischen Radialbelastungen, d.h. einem sog. wechselnden Biegen. Dabei wird der ursprüngliche kreisförmige Querschnitt des Rohrs mit dem Durchmesser 0 einer rotierenden polygonalen Verformung unterworfen, indem die geradlinige bzw. Linearbewegung des Rohrs und die Drehbewegung des die Elemente zur Spannungserzeugung tragenden Futters kombiniert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt dieses Polygon regelmäßig und konzentrisch zum "ursprünglichen Querschnitt des Rohrs, und jedes Futter trägt eine begrenzte Zahl von Mitteln zur Spannungserzeugung. Wenn es sich beim Polygon beispielsweise um ein gleichseitiges Dreieck handelt (drei Elemente zur Span«* nungserzeugung pro Futter), werden die transversale Aufrechterhaltung und das Gleichgewicht der Spannungen in jedem Spannungsbereich in besonders zufriedenstellender Weise gewährleistet, während bei einer Vergrößerung der Zahl der spannungserzeugenden Elemente pro Futter ein Verschwinden der Hauptquerbiegewirkung zugunsten einer Kompression längs des Rohrumfangs entsprechend einer anderen, zu beschreibenden Abwandlung erreicht wird. Außerdem ist es möglich, mehrere Futter in Reihe anzuordnen, die richtungs- und größenmäßig mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen, um die Nebenwirkung einer Längsverdrallung des Rohrs aufgrund von Reibung zu vermindern. In diesem Fall kann die Intensität der durch die Elemente auf jedem Futter erzeugten Spannungen oder Beanspruchungen jeweils unabhängig geregelt werden. Da 0 der Durchmesser der inneren Umgrenzungslinie der spannungserzeugenden Elemente ist, wird die Quetschgröße

0_O - 0
η<= -υ-* vorzugsweise kleiner als 15% oder gleich diesem

^o

Wert gewählte Der Glanz bzw. die Oberflächengüte des Rohrs wird durch die mechanische Behandlung verbessert, wenn die Vorschubgeschwindigkeit ^- kleiner als 2 mm/t oder diesem Wert gleich ist.

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Die zweite Durchführungsform ist ein Verfahren zur Anlegung von Radialspannung bzw. einer sog, Umfangskompression. Dabei werden die Spannungserzeugenden Einrichtungen längs eines oder mehrerer Paare regelmäßiger identischer Polygonsätze angordnet, wobei die beiden Polygone des gleichen Paars mit derselben Drehzahl und mit konstanter Phasenverschiebung entsprechend der Hälfte einses Sektors des Polygons rotieren«, Wenn beispielsweise jedes Futter sechs spannungserzeugende Elemente trägt, ist die Phasenverschiebung zwischen den beiden regelmäßigen Sechsecken, die von den beiden starr verbundenen Futtern getragen werden, gleich 30°. Bei dieser Festlegung der Phasenverschiebung, und wenn der Abstand zwischen den Ebenen der beiden Polygone des gleichen Paars ausreichend verkürzt wird, um einen gegenseitigen Spielraum der Längsausdehnungen oder -ausbreitungen zu ermöglichen, ist die Verformung des Abschnitts des derart unter Spannung gesetzten Rohrs quasizylindrisch.

Die dritte Durchführungsform betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Radialbeanspruchung mit zyklischer Querauslenkung. Dabei wird der ursprüngliche kreisförmige Querschnitt des Rohrs mit dem Durchmesser 0 einer Verformung unterworfen, die durch die Kombination der Linearbewegung des Rohrs mit der Schwingbewegung (mit zwei Querkomponenten) eines zwischen zwei festen Trägern angeordneten, bewegbaren Trägers erreicht wird. Die Abstände dieses bewegbaren Trägers von jedem feststehenden Träger sind vorzugsweise so gewählt, daß das Verhältnis des größten Abstands zum kleinsten Abstand zwischen 2:1 und 10:1 liegt. Andererseits werden bei dieser Beanspruchungsart die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn die Auslenkungs- oder Abweichungsfrequenz weniger als 300 Hz beträgt und die Amplitude A der Auslenkung so gewählt ist, daß das Verhältnis von A/0 kleiner als 0,3:1 oder genau 0,3s1 ist. Diese erfindungsgemäße Durchführungsform bietet den speziellen Vorteil, daß die Arbeit der Reibungskräfte zwischen dem beweg-

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baren Träger und dem Rohr, die auf die Arbeit der einzigen Längskomponenten dieser Kräfte längs des Rohrs reduziert ist, vernachlässigt werden kann, so daß eine Erwärmung des Rohrs verhindert und der Energiebedarf verringert wird.

Die vierte Durchführungsform, bestehend aus der Kombination zweier Spannungen oder Beanspruchungen der vorgenannten Art in Gegenphasigkeit, betrifft ein Verfahren zur Anlegung von Radialspannungen, sog, wechselnden Querscherspannungen, die beispielsweise durch Verteilerelemente zur Erzeugung von Spannung oder Beanspruchung zwischen einem oder mehreren Paaren von parallelen und ähnlichen homothetischen Polygonsätzen geliefert werden, welche gegenphasig (mit einer Phasenverschiebung von 180°) um die ursprüngliche Achse des Rohrs rotieren. Bei diesem Verfahren, das dem Verfahren unter Anwendung der Umfangskompression ähnelt, ist die Hauptscherwirkung von sekundären Quer- und Längsbiegewirkungen begleitet.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

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Fig. 4 und 5 eine perspektivische Darstellung bzw. einen schematischen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

lematische Querschnitte durch Ausführungsformen der erfindungsgemaBeJ

Fig. 6 eine graphische Darstellung der erfindungsgemäß erzielbaren Ergebnisse.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung für die erste Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung weist mindestens ein Futter 2 auf, das sich mit einer Drehzahl O) dreht, infolge derer sich ein Rohr 1 mit einer Geschwindigkeit V vorwärtsbewegt. Dieses Futter wird von einem feststehenden Rahmen auf der Extrudierstraße in Flucht mit dem Extruder getragen. Das Futter dient zum Antreiben von drei Rollen 3» die einen konzentrisch zum ursprünglichen Außenumfang des Rohrs liegenden Innenkreis umschreiben. Wenn mehrere Futter vorgesehen sind, sind die Durchmesser dieser Kreise voneinander unabhängig einstellbar. Das Rohr verschiebt sich haiterungsfrei durch an Vorder- und Rückseite des Futters angeordnete Führungen 4 hindurch vorwärts. Die Rollen sind auf Gleitstücken bzw. Bakken 5 gelagert, die am Futter sternförmig angeordnet sind und die durch einen im Körper des Futters angeordneten Mechanismus 6 gesteuert werden, welcher ein Verstellen des Rollenabstands ermöglicht und dabei gewährleistet, daß die die Rollen tangierenden Innenkreise koaxial bleiben« Ein derartiger Mechanismus kann durch an jeder Backe vorgesehene Quernuten bzw. Querverzahnungen gebildet werden, die in eine Spiralnut auf einer im Inneren des Futters gelagerten drehbaren Platte eingreifen, welche ihrerseits über eine Schlüsselaufnahme 7 von außen her steuerbar ist. Infolge der Kombination der Linearbewegung des Rohrs mit der Drehbewegung des Futters beschreibt

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jede Rolle auf der Außenfläche des Rohrs eine Wendel oder Schraubenlinie, die auf einem innerhalb der Rollen umschriebenen Kreis liegt und eine Steigung entsprechend =~ besitzt. Zur Ausschaltung jeglichen Widerstands gegenüber einer Vorschubbewegung des Rohrs kann eine mechanische Vorrichtung vorgesehen sein, welche jede Rolle ungehindert in Berührung mit dem Rohr längs einer die Schraubenlinie tangierenden Linie ablaufen läßt. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung sind sogo "Drehgelenk"-Rollen. Dieser Mechanismus ermöglicht es somit, daß jeder Grundringschnitt (basic torus cut) im Rohr einer bestimmten Anzahl zyklischer Verformungen mit einer Frequenz entsprechend 3CO unterworfen wird_e

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, Diese Vorrichtung weist zwei starre Scheiben 5 auf, die jeweils sechs Rollen 4 tragen und die durch parallel zum Rohr 6 verlaufende Stangen 3 miteinander verbunden sind. In jedem geraden Abschnitt des Rohrs legen diese Rollen hierbei regelmäßige Sechsecke 1 und 2 mit einer konstanten Phasenverschiebung von 30° fest.

Fig. 3 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine andere Vorrichtung für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung umfaßt eine Anordnung von Kugeln 4, die in einer Nut oder Rille 5 laufen, deren Quermittelebene praktisch unter einem· rechten Winkel bzw. senkrecht zur Achse des Rohrs 8 liegt. Diese Rille 5 ist jeweils in einem Ring 6 ausgebildet, der mit benachbarten Ringen gleicher Art in einen um das Rohr herum drehbaren Zylinder 7 eingesetzt ist. Diese Ringe können dabei derart im Zylinder angeordnet sein, daß zunehmend ansteigende Kompressions- bzw. Verdichtungsgrade erzielt werden,.

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- ίο -

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen schematisch eine Vorrichtung für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist eine um die ursprüngliche Achse des Rohrs 2 herum drehbare, steife Scheibe 1 mit zwei Rollensätzen 3 und 4 versehen, die auf gegenüberliegenden Seiten ihrer Mittelebene symmetrisch zu ihrem Mittelpunkt angeordnet sind» Bei der Bewegung um das Rohr herum beschreibt hierbei jeder Rollensatz einen mit dem Zentrum auf der Scheibenachse liegenden Kreis mit einem Durchmesser R, der kleiner ist als der ursprüngliche Außendurchmesser R₀ des Rohrs. Der zwischen den an Vorder- und Rückseite der Scheibe angeordneten Führungen 5 befindliche Rohrabschnitt erfährt hierbei eine sinusförmige Verformung mit einer maximalen Amplitude entsprechend R_Q - R, wobei der zwischen den Berührungsebenen der Rollen befindliche Rohrabschnitt einer wechselnden Querscherkraft unterworfen wird, deren Frequenz der DrehzahlCt) der Scheibe entspricht. Der Kompressionsgrad des Rohrs bestimmt sich daher

R-R

durch das Verhältnis —s . Durch Vergrößerung der Zahl der

ο
Rollen kann hierbei die Stütz- oder Angriffsfläche zu beiden Seiten der Scheibe vergrößert werden, um die ovale Verformung des Rohrs bei seinem Durchlauf durch die Rollen zu vermindern. Offensichtlich ist es auch möglich, mehrere derartige Vorrichtungen in Reihenanordnung vorzusehen»

Unabhängig von der jeweils angewandten Vorrichtung werden im allgemeinen die Einrichtung zur Ausübung einer Beanspruchung bzw. Spannung sowie die an Vorder- und Rückseite der Vorrichtungen angeordneten Führungen so gewählt, daß an der Rohrwandung keine wesentliche Reibung auftritt. Die Führungen können eine Direktberührung über Abwälzmittel oder eine indirekte Berührung mittels einer Hydraulikflüssigkeit herstellen.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit bevorzugten, einfachen Ausführungsformen beschrieben ist, soll sie

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auch gleichwertige Ausführungsformen mit einschließen, sofern diese die gleiche Beanspruchung auf das Rohr ausüben.

Beispiel 1

Ein Rohr aus Polybut-1-en mit einem Schmelzindex von 0,1 dl/min wird mit Hilfe einer Vorrichtung der Art gemäß Fig.1 einer wechselnden Biegung bzw. Verformung unterworfene Das Rohr, dessen Vorschubgeschwindigkeit variiert werden kann, besitzt dabei einen ursprünglichen Außendurchmesser 0_Q - 32,4 mm. Mit 0 wird der Durchmesser des äußeren Hüllkreises der Rollen am stromabseitigen Futter bezeichnet. Die Größe des Verhältnisses

—a— wird als Quetschgrad f bezeichnet. Gemäß Tabelle I ent-

^o
spricht die Größe 7,4% dem Wert 0 = 30 mm und die Größe 13,5% dem Wert 0 = 28 mm₀ Die Verformungs- oder Beanspruchungszeit bestimmt sich durch folgende Gleichung:

. _ 1 χ η χ Η ■c _ ^

1 = das mittlere Längsmaß der Anschlagfläche einer Rolle auf dem Rohr, welches eine zunehmende Funktion des Quetschgrads darstellt,

η = Zahl der Rollen pro Futter und N = Zahl der Futter

bedeutenβ

In diesem Fall ist η = 3» N= 2, und 1 entspricht etwa 5 mm«, Unter diesen Bedingungen dauert die Beanspruchung 1,2 s an, wenn V = 1,5 m/min«

Der zu einem Zeitpunkt T nach jedem Versuch gemessene Hauptwert ist der Anteil an Polybuten der Form I an der Außen- und Innenseite des Rohrs. Dieser Wert wird durch Röntgenbeugung

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nach dem von R. Zanetti in "Chimica e 1»Industrie", Band 43, Nr. 7, Seite 735 (1961), erläuterten Verfahren ermittelt. Eine Viertelstunde nach der Behandlung werden auch die Elastizitätsgrenze LE und der Biegeelastizitätsmodul MEF gemessen, wobei die Mittelwerte aus fünf dynamometrischen Versuchen errechnet

und in kg/cm ausgedrückt werden.

Tabelle I gibt die Ergebnisse dieser Messungen an, während in Fig. 6 die Entwicklung des Anteils der (Kristall-)Form I als Funktion von T graphisch in halblogarithmische Koordinaten umgesetzt ist.

Bei gleicher Dauer T ist die Kristallumwandlung um so vollständiger,

je niedriger die Drehzahl Co bei sonst gleichen Bedingungen ist;

je höher die Quetschgröße tr bei sonst gleichen Bedingungen ist.

Dennoch ist es nicht immer vorteilhaft, die Größe ^C zu erhöhen; tatsächlich ergaben unter den Bedingungen 0 = 26 mm oder T= 19,8% durchgeführte Versuche ovalgedrückte Rohre, die zerbröckeln bzw. brüchig sind₀ Der Wert der Größe t, bei dem der Kompromiß zwischen Kristallumwandlung und Oberflächengüte des Produkts nicht mehr industriell vorteilhaft erscheint, hängt von zahlreichen Faktoren ab, insbesondere von der Qualität des Polybutens und der Dauer der Behandlung»

Die dynamometrischen Eigenschaften des Polybut-1-ens sind nach der Behandlung die gleichen oder gegenüber einem Vergleichsmuster verbessert. Genauer gesagt, beträgt die Längsbruchfestigkeit 363 kg/cm beim Versuch Nr. 4A und 418 kg/cm beim Ver-

such IB gegenüber 316 kg/cm beim Vergleichsmuster. Die Bruchdehnung bleibt konstant, und die Flexibilität des Erzeugnisses

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wird verbessert, weil der Biegeelastizitätsmodul MEF, sieben Tage nach der Behandlung gemessen, 3500 kg/cm beim Versuch 1B gegenüber 4025 kg/cm beim Vergleichsmuster beträgt. Der Außendurchmesser des Rohrs beträgt nach der Behandlung 31,0 mm bei einem Quetschgrad von 7,4% und 29,9 mm bei einem Quetschgrad von 13,5%. Nach der Behandlung besaß das Rohr eine mittlere Wanddicke von 3,5 mm.

Beispiel 2

Bestimmte Eigenschaften eines Vergleichsrohrs (TT), des nach Versuch 1B gemäß Beispiel 1 behandelten Rohrs (TS) und eines gemäß der US-PS 3 205 289 behandelten Rohrs (TL) werden miteinander verglichen. Diese Eigenschaften sind einmal die Gesamt-Kristallinität der Probe, bestimmt nach Differential-Enthalphieanalyse, und zum anderen der Sekansmodul MS sowie die zulässige Querbeanspruchung CT (in kg/cm) der Probe für

■χ

eine Berstbeständigkeitszeitspanne von 10^ Stunden. Die Werte dieser Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle II angegeben:

Tabelle II

Probe	Kristallinitat (%)	Sekansmodul	Querbean spruchung X20⁰C)	Querbean spruchung ([8O⁰C)
TT TS TL	57,7 61,8 51,5	8 300 4 800 3 500	185 160 133	120 90 70

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_₁₄- 263508Q

Tabelle I

Elastizi- Biegeela-

Versuch V/ / „ ω*/ ΐ:% täisgrenze stizitäts- T(h) (%) Form I Nr ^m/mn ^modul

Nr. ^m/mn ^ modul

Vergleich 1,5 k-

1A 1,5 700 7,4

1B 1,5 700 13,5

2 10 700 13,5

3 0,7 300 7,4

4A 0,7 500 7,4

4B 0,7 500 13,5

5k 0,7 700 7,4

5B 0,7 700 13,5

6 0,3 700 7,4

7A 0,3 500 7,4

7B 0,3 500 13,5

8A 0,3 300 7,4

8B 0,3 300 13,5

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	1	4
2225	10	67
	100	93
	0,3	51
3050	1	71
	10	88
	0,3	77
3350	1	86
	10	93
	0,3	86
	1	88,5
	10	93
	0,3	82
	1	86
	10	91
	0,3	62
	1	75
	10	87
	0,3	89
	1	91
	10	93,5
	0,3	55
	1	74
	10	90
	0,3	84
-.	1	88,5
	10	93
	0,3	55
	1	73
	10	86
	0,3	81
	1	88
	10	93
	0,3	87,5
-	1	90,5
	10	93
	0,3	72
	1	81
	10	92
	0,3	92
	1	93,5
	10	94

Claims

Γΐ «Κ11976

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur beschleunigten Umbildung der Kristallform von Rohren aus isotaktischem Polybuten, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr geradlinig bewegt und das sich bewegende Rohr einer Vielzahl von gleichzeitigen äußeren Radialbeanspruchungen unterworfen wird, die längs eines Radius oder mehrerer Radien des gleichen geraden Abschnitts und in einem oder mehreren, benachbarten geraden Abschnitten wirken.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beanspruchungs- oder Spannungsbereiche im gleichen geraden Abschnitt eine von einem Kreis umschriebene polygonale Linie festlegen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis konzentrisch zum geraden ursprünglichen Abschnitt des Rohrs liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Linie eine wendel- bzw. schraubenförmige Drehbewegung gegenüber dem Rohr ausführt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Radialbeanspruchungen wechselnde Biegebeanspruchungen sind, die durch eine begrenzte Zahl, von um die Rohrachse herum rotierenden Elementen herbeigeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der

0 - 0
Quetschgrad X= —^-x kleiner als 15% ist oder 15% entspricht,

wenn 0 den ursprünglichen Durchmesser des Rohrs und 0 den

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Durchmesser der inneren Umgrenzungslinie der die Beanspruchung erzeugenden Elemente bedeuten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Radialbeanspruchung eine Umfangskompression bzw. -verdichtung ist, die dadurch erreicht wird, daß die die Beanspruchung erzeugenden Elemente in Form eines oder mehrerer Sätze regelmäßiger, identischer polygonaler Paare angeordnet werden, wobei die beiden Polygone des gleichen Paars mit der gleichen Drehzahl und mit konstanter Phasenverschiebung entsprechend der Hälfte des Sektors des Polygons rotieren.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbeanspruchung eine wechselnde Querscherbeanspruchung ist, die dadurch erzielt wird, daß die die Beanspruchung erzeugenden Elemente zwischen einem oder mehreren Sätzen von parallelen und homothetischen polygonalen Paaren aufgeteilt werden, die gegenphasig um die ursprüngliche Achse des Rohrs rotieren.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Elemente-(3; 4), die gleichzeitige Radialbeanspruchungen längs eines Radius oder mehrerer Radien desselben geraden Abschnitts und in einem oder mehreren geraden Abschnitten des Rohrs (ij 2j 6) einzuführen vermögen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Futter (2) aufweist, durch welches sich das Rohr (1) unter freier Führung durch an Vorder- und Rückseite des Futters angeordnete Führungen (4) hindurchbewegt, daß das Futter von einem auf der Extrudierstraße des Rohrs angeordneten, feststehenden Rahmen in Flucht mit dem Extruder ge-

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. 41-

tragen wird und eine begrenzte Zahl von Rollen (3) antreibt, die zwischen sich einen Innenkreis umschreiben und konzentrisch zum ursprünglichen Außenumfang des Rohrs angeordnet sind, und daß die Rollenkuf Gleitstücken bzw, Backen (5) gelagert sind, die durch einen von außen her mittels eines Maschinenschlüssels betätigbaren, im Körper des Futters untergebrachten Mechanismus steuerbar sind, welcher gleichzeitig eine Einstellung des Rollenabstands und eine koaxiale Lage der die Rollen tangierenden Innenkreise zu gewährleisten vermag.

11« Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen sog. "Drehgelenk"-Rollen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anordnung aus zwei starren Scheiben (5) vorgesehen ist, die jeweils Hollen (4) tragen und durch parallel zum Rohr (6) verlaufende Stangen (3) miteinander verbunden sind, und daß die Rollen in jedem geraden Abschnitt des Rohrs regelmäßig Polygone mit einer Phasenverschiebung entsprechend der Hälfte eines Sektors festlegen.

13e Vorrichtung nach Anspruch 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung von in einer Rille, deren Quer-Mittelebene praktisch senkrecht zur Rohrachse liegt, laufenden Kugeln aufweist und daß die Rille zusammen mit benachbarten Rillen gleicher Art in einem um das Rohr herum rotierenden Zylinder angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine um die ursprüngliche Achse des Rohrs herum rotierende starre

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Scheibe aufweist, die mit zwei jeweils auf gegenüberliegenden Seiten ihrer Mittelebene und symmetrisch zu ihrem Mittelpunkt angeordneten Paaren von Rollen versehen ist.

15· Verfahren nach einem der Ansprüche ί bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Radialbeanspruchung eine zyklische Querauslenkung ist, die dadurch eingeführt wird, daß das Rohr einer zwei Querkomponenten besitzenden Schwingbewegung eines zwischen zwei festen Trägern angeordneten bewegbaren Trägers ausgesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände des bewegbaren Trägers von jedem festen Träger so gewählt sind, daß das Verhältnis des größten Abstands zum kleinsten Abstand zwischen 2:1 und 10:1 liegt.

17· Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkfrequenz weniger als 300 Hz beträgt.

18. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ursprünglichen Durchmesser 0_O des Rohrs die Amplitude der Auslenkung so gewählt wird, daß das Verhältnis A/0_O kleiner ist als 0,3s1 oder diesem Wert entspricht.

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