用来制备卷绕管的装置和方法.pdf

本发明涉及一种用来制备卷绕管的装置和方法，其通过将热塑性的、优选为带状的塑料型材(2)螺旋形的重叠的卷绕到卷绕芯(1)上而制备卷绕管，其中塑化机组通过型材喷嘴(4)输送塑料型材(2)，塑化机组是一种混合装置(3)，其通过型材喷嘴(4)将与增强纤维混合了的热塑塑料输送到卷绕芯(1)。

1.  一种用来制备卷绕管的装置，其通过将热塑性的、优选为带状的塑料型材(2)螺旋状的卷绕到卷绕芯(1)上而制备卷绕管，其中塑化机组通过型材喷嘴(4)将塑料型材(2)输送到卷绕芯(1)，其特征在于，塑化机组是一种混合装置(3)，其通过型材喷嘴(4)输送与增强纤维混合了的热塑塑料。

2.  根据权利要求1的装置，其特征在于，混合装置是一种螺旋式混合机组。

3.  根据权利要求1或2的装置，其特征在于，热塑塑料由聚乙烯或聚丙烯构成。

4.  根据权利要求1-3之一的装置，其特征在于，增强纤维由塑料、玻璃和/或金属构成。

5.  根据权利要求3的装置，其特征在于，增强纤维由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或碳纤维构成。

6.  根据权利要求4或5之一的装置，其特征在于，增强纤维的纤维长度为至少2mm，优选为大于4mm直至连续无接头的。

7.  根据权利要求1-6之一的装置，其特征在于，卷绕管由多层由塑料型材(2)构成的以斜向角度互相定向伸展地互相交接的卷绕层9a，9b构成。

8.  根据权利要求1-5之一的装置，其特征在于，在混合装置(3)中均匀化了的、经纤维增强的混合物由
-60-94重量％的聚乙烯或聚丙烯
-1-10重量％的粘附连接剂，以及
-5-40重量％的增强纤维
构成。
9一种用来制备卷绕管的方法，其通过将热塑性的、优选为带状的塑料型材(2)螺旋形的重叠的卷绕到卷绕芯(1)上而制备卷绕管，其中塑料型材(2)由塑化机组和型材喷嘴(4)输送到卷绕芯(1)，其特征在于，混合装置(3)用作为塑化机组用来制备具有提高了的内抗压性的卷绕管，和在螺旋式混合机(3)中调节热塑塑料到预定的熔融温度，并且与增强纤维均匀混合，在此随后经纤维增强的均匀化的热塑塑料混合物通过型材喷嘴(4)输送到卷绕芯(1)。

10.  根据权利要求9的方法，其特征在于，聚乙烯或聚丙烯用作为热塑性塑料。

11.  根据权利要求7或8的方法，其特征在于，应用由塑料、玻璃和/或金属构成的增强纤维。

12.  根据权利要求9-11之一的方法，其特征在于，卷绕管由多层互相重叠卷绕的卷绕层(9a，9b)构成。

13.  根据权利要求12的方法，其特征在于，塑料型材(2)以预先确定的斜向角输送到卷绕芯(1)。

14.  根据权利要求12或13的方法，其特征在于，连续地卷绕多层卷绕层(9a，9b)，在卷绕芯(1)的终端处在转变方向的位置处由于卷绕方向的转变而这样调节不同的、相反方向设置的斜向角，即互相交接的卷绕层(9a，9b)交叉重叠。

15.  根据权利要求12-14之一的方法，其特征在于，最内的和/或最外的卷绕层由聚乙烯不用纤维增强而卷绕的。

16.  根据权利要求9的方法制备的卷绕管，其特征在于，其由下列物质构成的经纤维增强的均匀的混合物构成
-60-94重量％的聚乙烯或聚丙烯
-1-10重量％的粘附连接剂，以及
-5-40重量％的在纤维层中设置的增强纤维。

用来制备卷绕管的装置和方法
技术领域
本发明涉及到一种用来制备卷绕管的装置以及制备方法，其通过在卷绕芯上螺旋形的、重叠的卷绕热塑性的，优选为带状的塑料型材而制备卷绕管，在此塑化机组通过成型喷嘴输送塑料型材。
背景技术
例如从DE-AS 1281676获知通过螺旋形或螺线形卷绕热塑性塑料带材而制备管状物体的装置。在这种方法中，带材直接从挤压机挤出后或在可变形的状态下加热之后以重叠的和/或连接的，特别是斜向连接的重叠的卷绕缝合卷绕到卷绕芯上，并且在卷绕缝合区域通过压力或附加的加热而焊接。
发明专利内容
基于此，本发明的任务是，提供一种用来制备卷绕管的装置以及方法，用该装置或方法可制备具有较大的管径的高压管而不用如对于迄今为止的卷绕管制备的情况那样地极大地增大壁厚度。
权利要求1的特征用来解决这任务。
本发明以优越的方式确定，塑化机组是混合机，其通过型材喷嘴向卷绕芯输送与增强纤维混合了的热塑塑料。
由于应用了螺旋式混合机组，从而即使较长的纤维长度的增强纤维也可均匀地与热塑塑料混合，而不用切短或碾磨纤维。螺旋式混合机组使得精确地将纤维掺杂加入到经加工的熔液中成为可能，在此所加入的纤维的纤维长度保持不变。由于纤维强度而提高抗压-和抗拉强度使得这成为可能，例如制备具有较小壁厚的管壁和从而较小重量的较大的管径。例如由于强度的提高而可制备具有外径直至4m和多于经卷绕的管的高压管。
这样的在保持纤维的纤维长度下由纤维和热塑塑料构成的均匀化了的混合物由于传统的挤压机的非常高的剪切力而不能用传统的挤压机制备，因为纤维由于剪切力而被切短和碾碎。
热塑塑料优选由聚乙烯或聚丙烯构成。不用具有填料的颗粒，而是将聚乙烯颗粒或聚丙烯颗粒在混合机中塑化，并且配制上纤维状的增强剂，在此所有的提高强度的增强纤维都基本上是合适的。
优选地增强纤维由塑料、玻璃和/或金属构成，在此特别是玻璃纤维，然而还有芳族聚酰胺纤维和/或碳纤维是可很大地提高强度的。
当卷绕多层塑料型材时，这在不同的输送角度下进行，以致于经纤维增强的互相重叠的卷绕层交叉在一起，这样附加地提高了卷绕管的内压力强度。
附加地为了提高管的硬度和转动惯量可在卷绕管的外侧将型材，优选为管型材卷绕到管外壁上。
增强纤维的纤维长度为至少约2mm，优选为大于4mm直至连续的无接头的纤维。
螺旋式混合机组适合于加工这种直至连续的无接头的纤维的纤维长度。
在螺旋式混合机中均匀化了的、经纤维增强的、热塑性的混合物由约60至约94重量％聚乙烯或聚丙烯、约1至约10％的粘附连接剂，以及由在纤维层中约5至约40重量％的在塑料型材中均匀分布设置的增强纤维构成。
在此粘附连接剂特别地用来改善聚乙烯或聚丙烯和纤维之间的粘附。
对于至少一层由经纤维增强的塑料型材构成的层还附加地可在卷绕芯上卷绕由聚乙烯构成的没有纤维增强的一最内卷绕层和/或一最外卷绕层。
下面用附图更清楚地解释本发明的实施例。
附图表示：
图1根据本发明的用来制备卷绕管地一个侧面图，
图2根据图1的装置的一个俯视图，和
图3多层卷绕层的卷绕。
图1示出了一种用来制备卷绕管的装置，其通过在可调温的或可加热的卷绕芯1上螺旋形的、重叠的卷绕热塑性的、优选为带状的塑料型材2而制备卷绕管。
用来塑化的螺旋式混合机组3位于来回可移动的滑座5上，其沿着导向装置6可平行于卷绕芯1来回移动的，在此塑料型材2从螺旋形混合机组3通过型材喷嘴4而输送到卷绕芯1。
如从图2的俯视图可看到，塑料型材2以斜向角度通过型材喷嘴4而被输送到卷绕芯1。在卷绕芯1的终端处在滑座5的回转处由于滑座5的移动方向的反转而有数量上一致的、然而相反方向的斜向角度，以致于互相连接的卷绕层9a，9b交叉重叠。在此优选设置，新的卷绕层每次在卷绕芯1的不同的终端开始，以致于卷绕过程基本上可连续地进行。在此第一塑料型材2也正对着输送到卷绕层，以在卷绕管的端面处得到直线的终端。在图3中可看出塑料型材2的互相重叠的卷绕层9a，9b的不同的定位取向。
在滑座来回移动期间，卷绕芯转动，以重叠地卷绕带状的塑料型材2，其在重叠-和接合处被焊接。
螺旋形混合机组3将由聚乙烯或聚丙烯构成的热塑性塑料和由塑料、玻璃和/或金属构成的增强纤维的均匀的混合物输送到型材喷嘴4。纤维在混合物中在双螺旋式混料机的出口流出时在纤维层中均匀分布地设置于热塑性的塑料中，然后通过型材喷嘴4输送到卷绕芯1。
螺旋式混合机组优选由双螺旋式混料机构成，在此互相平行设置的螺杆不是反向转动的，而是具有相同的转动方向。这种混合装置也称为同向旋转-双螺旋式混料机。热塑性塑料的温度取决于经加工的混合物为约170-240℃。
与此相反单螺杆-以及相反转动的双螺旋式挤压机是不适合制备由纤维增强的纤维和热塑性塑料构成的混合物，因为它们没有足够的均匀化作用和由于有剪切力而切短或碾碎纤维，以致于不能达到用来制备具有大直径的耐压的卷绕管必需的抗压性。
优选用玻璃纤维的增强纤维，然而对于特别的使用目的和特别高的强度需要也可用芳族聚酰胺纤维和/或碳纤维或不同的纤维的混合物。
纤维长度应为至少2mm，优选为大于4mm。在优选的实施例中纤维长度为约6 mm。然而使用直至连续的无接头的较长的纤维也是可能的。
从螺旋式混合机3流出的纤维增强的、热塑性的塑料混合物优选由约60至约94重量％的聚乙烯或聚丙烯、约1至约10％的粘附连接剂以及由约5至约40重量％的增强纤维构成。
为了制备具有提高了的内抗压性的卷绕管，所以将双螺旋式混料机用作为塑化机组，在此在双螺旋式混料机3中将热塑性塑料调节到预定的熔融温度，然后与增强纤维均匀混合。随后可将经纤维增强的、均匀化了的、热塑性塑料混合物输送到型材喷嘴4。
卷绕管可总共由多层卷绕层构成，在此最内的和/或最外的卷绕层可由聚乙烯没有纤维增强构成。经纤维增强的卷绕层优选地是交叉地卷绕的，也就是说，互相交接的卷绕层9a，9b以不同的角度这样伸展卷绕，即在各自单个卷绕层中纤维的方向互相交叉。
用上述的装置和制备方法可制备具有非常高的内抗压性的大尺寸的卷绕高压管，在此由于是纤维增强的，所以壁厚比传统的不用纤维增强的制备法小约50％。
例如对于具有约4m直径的卷绕管壁厚为约100mm-200mm，在此由塑料型材2以约5-10mm的厚度构成每种卷绕层9a，9b。这种耐压的卷绕管例如适合用于饮用水的输送。
如从图1可见，卷绕芯1以顺时针方向转动，以致于塑料型材2向下卷绕到卷绕芯1上，在此一个压紧装置7朝着卷绕芯1压紧塑料型材2。螺旋式混合机组3以对卷绕芯纵轴的90°的角度伸展设置，在此每种卷绕层9，11的斜向角只由于滑座5的向前移动而形成。