DE19925918B4 - Verfahren zur Armierung von Kunststoffsträngen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Armierung eines extrudierten Stranges mit einem Gittergewebestrumpf,
a) wobei der Gittergewebestrumpf in axialer Richtung zusammengeschoben auf einem Trichter angeordnet ist,
b) wobei die Extrusion des Stranges durch die Öffnung des Trichters erfolgt
c) wobei der aus dem Trichter austretende extrudierte Strang mit dem Gittergewebestrumpf gemeinsam abgezogen wird
d) wobei der Gittergewebestrumpf sich unter der Zugkraft um den Strang zusammenzieht
e) wobei nach Verbrauch des Gittergewebestrumpfes der Extrusionsvorgang unterbrochen wird und ein neuer Gittergewebestrumpf bereit gestellt wird und anschließend der Extrusionsvorgang fortgesetzt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Armierung eines extrudierten Stranges.
• Kunststoffstränge kommen als Kunststoffisolierungen mit einem Hohlquerschnitt, insbesondere als Kunststoffschaumisolierungen für Rohrleitungen zur Anwendung.
• Isolierungen haben vorzugsweise die Aufgabe, Schall oder Wärme zu dämmen. Dazu eignet sich vor allem Kunststoffschaum.
• Kunststoffisolierungen kommen mit rundem Querschnitt und/oder flachem bzw. eckigem Querschnitt vor. Gebräuchlich sind Kunststoffschaumplatten und Kunststoffschaumrohre bzw. Kunststoffschaumschläuche. Der Kunststoffschaum besitzt vor allem bei geringer Dichte zumeist eine geringe Steifigkeit/Festigkeit. Das kann im Falle einer Deformation zu bleibenden Verformungen führen. Es ist deshalb bekannt, die Isolierung mit einer Armierung zu versehen. Die Armierung kann auch andere Aufgaben übernehmen.
• Die Armierung von Kunststoffsträngen mit einem Gittergewebestrumpf ist aus der EP 0148177 B1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt im Zusammenhang mit dem Extrudieren nur kontinuierliche Verfahren. Das ist auf das üblicherweise kontinuierliche Extrusionsverfahren zurückzuführen. Mit dem kontinuierlichen Extrusionsverfahren wird eine kontinuierliches Armierungsverfahren kombiniert.
• Voraussetzung für die kontinuierlichen Verfahren sind aber komplizierte Webanlagen, welche den Gittergewebestrumpf so auf einen Dorn weben, daß der Strumpf mit dem entstehenden Extrusionsstrang abgezogen werden kann.
• Eine häufig gebrauchte Armierung besteht aus einem Gittergewebe. Bei flachem Querschnitt ist es einfach, die Armierung von einer Rolle abzuziehen und zwischen zwei Materialschichten der Isolierung einzuschließen oder auch nur auf eine der Seiten aufzukaschieren. Es ist üblich, die runden Querschnitte aus den flachen Querschnitten durch Umformung der flachen Querschnitte herzustellen. Dabei kann die Herstellung an dem zu isolierenden Rohr erfolgen. Die Kunststoffisolierungen verbleiben dabei auf dem Rohr. Im anderen Fall werden die Kunststoffisolierungen mittels einer Vorrichtung umgeformt. Beim Umformen wird der flache Querschnitt zum runden Querschnitt/Rohrquerschnitt umgebogen. Die Seiten der flachen Kunststoffisolierungen werden miteinander verschweißt, wenn sie nach Erreichen der Rohrform einander berühren. Dieses Herstellungsverfahren hat sich zwar bewährt. Es ist zuverlässig.
• Gleichwohl hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Herstellung von Kunststoffisolierungen mit strangförmigem Hohlquerschnitt, insbesondere für Rohre, zu verbessern.
• Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
• Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß die Schweißnaht aus mehreren Gründen eine Schwachstelle bildet. Das Rohr verliert an der Schweißnaht einen wesentlichen Teil seiner Festigkeit und seiner Flexibilität. Darüber hinaus bildet die Schweißnaht auch bei der Strumpfschweißung eine Aufwertung, die entweder einer aufwendigen Nacharbeitung bedarf oder störend ist. Zudem erscheint das bisherige Herstellungsverfahren wirtschaftlich nachteilig.
• Bei der Lösung der Aufgabe entschließt sich die Erfindung zur Kombination eines kontinuierlichen Extrusionsverfahrens mit einer diskontinuierlichen Beistellung von Armierungsgewebe.
• Nach der Erfindung werden die Kunststoffschaumstränge mit einem Gittergewebestrumpf überzogen. Dabei findet eine abschnittsweise Herstellung statt. Die abschnittsweise Herstellung erscheint zunächst einmal gegenüber der Endlosherstellung nachteilig. Die Erfindung wendet den Nachteil in einen Vorteil, indem die Kunststoffschaumstränge in einen in axialer Richtung zusammengeschobenen Strumpf aus Gittergewebe gefahren werden, der mit dem Kunststoffschaumstrang ausgezogen wird.
• Vorteilhafterweise öffnet das Gittergewebe beim Zusammenschieben mittig eine bequeme Öffnung, in die der Strang hineingefahren werden kann.
• Danach ist es vorteilhaft, wenn der Anfang des Stranges mit dem Gittergewebe verbunden wird.
• Die erfindungsgemäße Verfahrensweise erlaubt es sowohl nahtlose Kunststoffschaumstränge als auch herkömmlich mit Naht hergestellte Kunststoffschaumstränge zu verarbeiten. Desgleichen können Hohlprofilstränge als auch Vollprofilstränge verarbeitet werden. Alle Stränge können unterschiedlichste Querschnittsformen, eckig und/oder rund und/oder auch Querschnittsausnehmungen am Umfang besitzen. Das Gittergewebe kann mit Hilfe von Rollen in die Ausnehmungen am Umfang gedrückt werden.
• Der Hohlraum von rohrförmigen Kunststoffschaumsträngen kann beliebig gestaltet sein, auch zentrisch oder exzentrisch.
• Die Abflachung von Rohrprofilen aus Kunststoffschaum mit exzentrischer Anordnung von Hohlraumquerschnitten hat z.B. für die Isolierung von Fußbodenheizungen praktische Bedeutung. Dort kann die exzentrische Rohrisolierung so eingesetzt werden, daß die stärkere/dickere Isolierung nach unten und die geringere/dünnere Isolierung nach oben weist. Bei solchen Isolierungen ist nur eine minimale Estrichschicht zur Überdeckung der Rohre erforderlich.
• Die erfindungsgemäße Armierung hat auch Bedeutung für die Armierung von rechteckförmigen Kunststoffschaumsträngen, aus denen durch Ablängen der Stränge Platten entstehen.
• Die Kunststoffschaumstränge bestehen wahlweise aus Partikelschaum, wahlweise handelt es sich um extrudierte Kunststoffschaumstränge. Die extrudierten Kunststoffschaumstränge Lassen sich sogar in die Öffnung des Gittergewebestrumpfes hineinextrudieren.
• Zweckmäßigerweise wird dem extrudierten Kunststoffschaum vor dem Eintreten in den Gittergewebestrumpf eine notwendige Kühlung vermittelt. Die Kühlung kann mit Umgebungsluft aber auch mit anderen Medien durchgeführt werden.
• Diese Form der Armierung kann als Armierung in-line mit der Extrusion bezeichnet werden.
• Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Rohrisolierungen.
• Die erfindungsgemäßen Kunststoffschaumstränge können auch für Verpackungszwecke Einsatz finden. Vorteilhafterweise läßt sich die Nachgiebigkeit des Kunststoffes mit einer verschleißfesten und festen Oberfläche verbinden. Das eröffnet ganz neue Anwendungsperspektiven.
• Die Erfindung läßt sich auch auf Folien anwenden, indem z.B. ein Blasfolienschlauch in den Gittergewebestrumpf gezogen und mit dem Gittergewebestrumpf verbunden wird.
• Anschließend kann der armierte Folienschlauch aufgeschnitten, ausgebreitet und als armierte Folienbahn aufgerollt werden.
• Das Gittergewebe wird wahlweise mit einem Horn und/oder Trichter gehalten.
• Das Gittergewebe kann mit dem Horn und/oder Trichter geliefert werden.
• Vorteilhafterweise nimmt das Gittergewebe im zusammengeschobenen Zustand nur einen äußerst geringen Raum ein. Infolgedessen können leicht wenige Meter bis zu Tausenden Metern Gitterstrumpflänge auf dem Horn bzw. Trichter untergebracht werden. Die maximale Gitterstrumpflänge ist von mehreren Faktoren abhängig. Die Dicke des Gitterstrumpfes bzw. die Dicke seiner Fäden ist einer der Faktoren.
• Der Gitterstrumpf wird mit dem Kunststoffstrang nach der Extrusion und Kühlung zusammengebracht. Die Kühlung kann eine Luftkühlung sein. Der Extrusionsstrang kann zur Kühlung auch durch ein Flüssigkeitsbad geführt werden.
• Darüber hinaus ist eine Kalibriereinrichtung einsetzbar. Dabei kann es sich um einstellbare Walzen oder auch um eine Einrichtung mit einer unveränderlichen Trichteröffnung handeln, durch die der Strang hindurchgezogen wird, solange der Strang noch weich genug ist, um durch eine geringe Verformung noch eine bleibende Durchmesseränderung zu erfahren.
• Der Gitterstrang besteht vorzugsweise aus einem ungeschäumtem PP(Polypropylen)-Gewebe, der Strang vorzugsweise aus PE(Polyethylen) und/oder PP und/oder Nylon. Günstig ist die Verwendung von Materialien gleicher Kunststoffbasis. Das erleichtert die spätere Entsorgung. Grundsätzlich sind alle Kunststoffarten und auch Naturfasern für den Gittergewebestrand geeignet.
• Günstig ist eine innige Verbindung des Gittergewebes mit dem Strang. Eine innige Verbindung kann durch eine Klebeverbindung oder Schweißverbindung zwischen dem Gittergewebe und dem Strang oder mittels einer, das Gittergewebe auf dem Strang einschließenden Folie bewirkt werden. Die Folie kann wiederum durch Kleben oder Schweißen mit dem Strang und/oder dem Gittergewebe verbunden sein.
• Für die Verbindung von Gittergewebestrumpf mit einem Extrusionsstrang ist es günstig, wenn der Strumpfanfang geschlossen wird und mit dem austretenden Extrusionsstrang von Hand oder maschinell abgezogen wird. Dabei schließt sich der Gittergewebestrumpf um den Anfang des Extrusionsstranges, so daß über den Gittergewebestrumpf eine Zugkraft auf den Anfang des Extrusionsstranges ausgeübt und der Extrusionsstrang in jeder gewünschten Weise richtungsmäßig beeinflußt und der Abzugeinrichtung zugeführt werden kann. Die Abzugeinrichtung kann bei dünnem Material eine Haspel oder ein Wickler sein, auf die aufgewickelt wird. Bei dickem Material ist statt der Wicklung ein Ablängen gerader Extrusionsstrangabschnitte vorgesehen.
• Überraschenderweise verjüngt sich die Öffnung des Gittergewebes unter Zug, so daß sich das Gittergewebe an den Kunststoffstrang anlegt.
• Wahlweise kann das Gittergewebe in den Strang eingedrückt werden und/oder unverändert an der Außenfläche verbleiben oder beschichtet werden. Die Beschichtung erfolgt wahlweise durch Aufextrudieren geschäumten oder ungeschäumten Kunststoffes. Wahlweise kann auch ein Beschichtung durch Aufkaschieren, Aufschweißen, Aufextrudieren oder nur durch Aufkleben erfolgen. Die Beschichtung kann unmittelbar nach dem Aufbringen des Gittergewebes oder auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Die Beschichtung kann die Form einer Haut aufweisen. Günstig ist die Verwendung eines Schlauches oder einer Bahn für die Beschichtung. Die Bahn bzw. der Schlauch wird zur Verbindung des Gittergewebestrumpfes mit dem Strang bzw. der Blasfolie aufgeklebt oder aufgeschweißt.
• Vorzugsweise besitzt die Beschichtung die gleiche Materialbasis wie der Kunststoffstrang, um die gute Entsorgungsfähigkeit zu wahren. Es können aber auch anderen Materialen, ggfs. auch mittels eines Haftvermittlers aufgebracht werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• Mit 1 ist der Kopf eines Extruders bezeichnet. Es handelt sich um einen Doppelschneckenextruder. Dabei befinden sich in einem Extrudergehäuse zwei Schnecken, die über ein geeignetes Getriebe angetrieben werden. Im Extruder findet eine Aufschmelzung des eingesetzten Kunststoffes, eine Dispergierung und Homogenisierung mit Zuschlagstoffen und beigemischtem Treibmittel statt. Im Extruder herrscht ein ausreichender Druck, der verhindert, daß es aufgrund des Treibmittels in dem Extruder zu einem Aufschäumen kommt. Durch Freisetzen der Schmelze kommt es zu einem Aufschäumen des Kunststoffes.
• Die Schmelze tritt dabei aus dem Extrusionskopf 1 als Rohrstrang 2 aus. Der Rohrquerschnitt entsteht durch eine entsprechend geformte Extrusionsdüse.
• Vor/auf dem Extrusionskopf 1 sitzt ein Trichter 3. Der Trichter 3 besitzt eine ausreichende Öffnungsweite, damit durch ihn hindurchextrudiert werden kann.
• Auf dem Trichter 3 sitzt außen ein Gittergewebestrumpf 5. Der Gittergewebestrumpf 5 besteht aus PP und ist scharf gefaltet, so daß der Strumpf im Ausführungsbeispiel aufgrund seines geringen spezifischen Flächengewichtes (geringe Gewebedicke) eine Länge von 500 m besitzt.
• Durch einen Flansch 4 am Trichter 3 wird gesichert, daß der Gittergewebestrumpf 5 nicht an dem unerwünschten Ende abgleitet. An dem anderen, verjüngenden Ende ist ein Abgleiten vorgesehen, wie nachfolgend beschrieben:
  Beim Beginn des Extrusionsvorganges wird der Anfang des Gittergewebestrumpfes zugebunden, so daß der Extrusionsstranganfang in den geschlossenen Gittergewebestrumpfanfang dringt. Sobald der Extrusionsstranganfang den geschlossenen Gittergewebestrumpfanfang erreicht hat, wird an dem Gittergewebestranganfang gezogen. Dabei schließt sich der Gitterstrumpfanfang um den Extrusionsstranganfang und kann der Extrusionsstranganfang mit dem Gitterstrumpfanfang geführt werden.
• Mit fortschreitender Extrusion bzw. größer werdender Länge des Extrusionsstranges 2 werden die auf dem Trichter 3 sitzenden Falten ausgezogen. Der Gittergewebestrumpf 5 umschließt den Extrusionsstrang, wie in 2 dargestellt. Der Gittergewebestrumpf bildet eine Armierung für den Extrusionsstrang 2.
• Im Ausführungsbeispiel wird der armierte Extrusionsstrang nach ausreichender Kühlung zu einer gut lagerfähigen und transportfähigen Rolle aufgewickelt.
• Der Extrusionsvorgang wird unterbrochen, sobald der Gittergewebestrumpf 5 aufgebraucht ist. Die Unterbrechung dient dazu, einen neuen Gittergewebestrumpf 5 auf den Trichter 3 aufzuschieben.
• In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der in 2 dargestellte Extrusionsstrang 2 in eine weitere Extrusionsstation geführt, wo eine weitere PP-Haut auf den mit dem Gittergewebestrumpf 5 armierten Extrusionsstrang aufextrudiert wird. Für das Aufextrudieren der Haut sind sogenannte Querextruder geeignet. Die Bezeichnung resultiert aus der Position der Extruder. Diese Extruder stehen mit der Längsrichtung quer zur Arbeitsrichtung. Günstig ist dabei, wenn zugleich ein den armierten Strang ringförmig umgebendes Werkzeug verwendet wird. In dem ringförmigen Werkzeug kann mit einer umlaufenden Nut, die von dem Querextruder mit Schmelze gespeist wird, eine allseitige Hautbildung sichergestellt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Armierung eines extrudierten Stranges mit einem Gittergewebestrumpf, a) wobei der Gittergewebestrumpf in axialer Richtung zusammengeschoben auf einem Trichter angeordnet ist, b) wobei die Extrusion des Stranges durch die Öffnung des Trichters erfolgt c) wobei der aus dem Trichter austretende extrudierte Strang mit dem Gittergewebestrumpf gemeinsam abgezogen wird d) wobei der Gittergewebestrumpf sich unter der Zugkraft um den Strang zusammenzieht e) wobei nach Verbrauch des Gittergewebestrumpfes der Extrusionsvorgang unterbrochen wird und ein neuer Gittergewebestrumpf bereit gestellt wird und anschließend der Extrusionsvorgang fortgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gittergewebestrumpfanfang geschlossen wird und der Stranganfang in den geschlossenen Gittergewebestrumpf gefahren wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stranganfang mit dem Gittergewebestrumpfanfang abgezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gittergewebe auf der Außenfläche des Extrusionsstranges (2) verbleibt oder in den Extrusionsstrang eingedrückt wird und/oder kaschiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Armierung eines Vollstranges oder Hohlstranges mit rundem oder eckigem oder abgeflachtem Querschnitt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Herstellung armierter Platten oder armierter Rohrisolierungen oder armierter Folien.