Способ изготовления шлангов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1224163 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИП

Ю@р-„;, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

M ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3817971/23-05 (22) 07.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. № 14 (71) Научно-исследовательский институт по переработке искусственных и синтетических волокон и Научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) В. И. Гутник, Н. Н. Старинская, И. 3. Онатий, В. А. Карлов и В. Ю. Яворский (53) 678.029.43 (088.8) (56) Гуль В. Е. Полимерные пленочные м ат ер и ал ы. М.: Хи м и я, 1976, с. 162 — 176.

Авторское свидетельство СССР № 410976, кл. В 29 Н 7/14, 1971. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ШЛАНГОВ, включающий наложение друг на друга плоскосложенного трубчатого текстильного каркаса и герметизирующих полотен с двух его сторон, кромки которых выступают за продольные края каркаса, заворачивание продольных кромок полотен на каркас, соединение под давлением при нагреве каркаса и герметизирующих полотен и приварка кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности шланга за счет увеличения адгезионной связи между каркасом и герметизирующими полотнами и расширения ассортимента используемых материалов, перед наложением друг на друга каркас и герметизирующие полотна предварительно нагревают и раздельно обрабатывают коронным разрядом, а в процессе наложения осуществляют совместную обработку коронным разрядом с одновременным ц 4 В 29 С 53/38, 65 02, В 29 L 23:22 соединением каркаса и герметизирующих полотен, после чего осуществляют обработку полученной заготовки коронным разрядом, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что герметизирующие полотна предварительно нагревают до температуры, находящейся в диапазоне между точкой теплостойкости и точкой размягчения материала полотен.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что текстильный каркас и герметизирующие полотна соединяют прокаткой нагретыми валками.

4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что приварку кромок осуществляют нагревом полученной заготовки контактным и радиационным нагревателями с последующей прокаткой нагретыми валками.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что в качестве текстильного каркаса используют полиамидные и/или полиэфирные нити, а в качестве герметизирующих полотен пленки из полиэтилена высокого давления, в при этом текстильный каркас предварительно нагревают до 70 †1 С, герметизирующие полотна — до 70 — 80 С, а полученную заготовку нагревают до 80 — 100 С, обработку коронным разрядом осуществляют при напряжении 11 кВ, причем прокат- ф ку текстильного каркаса с герметизирующими пленками осуществляют нагретыми до

70 — 80 С валками, а прокатку заготовки при приварке кромок осуществляют нагретыми до 80 — 100 С валками.

1224163

Изобретение относится к производству плоскоскатываемых рукавных материалов и может быть использовано для изготовления шлангов, воздуховодов, трубопроводов, пневматических конструкций и т.д.

Цель изобретения — повышение прочности шланга за счет увеличения адгезионной связи между каркасом и герметизирующими полотнами и расширение ассортимента используемых материалов.

На фиг. 1 представлены графики зависимости прочности адгезионнои связи между текстильным каркасом из полиамидных и/или полиэфирных нитей и. герметизирующими пленками из полиэтилена высокого давления (напряжение коронирования; температура нагрева полимерной пленки; давление при прокатке текстильного каркаса с полимерными пленками); на фиг. 2 — схема осуществления предлагаемого способа; на фиг. 3 — поперечное сечение А — А заготовки на фиг. 2; на фиг. 4 — поперечное сечение Б — Б заготовки на фыг. 2; на фиг. 5— сечение  — В на фиг. 2; на фиг. 6 — сечение à — Г на фиг. 5; на фиг. 7 — поперечное

20 сечение Д вЂ” Д шланга на фиг. 2; на фиг. 8— поперечное сечение шланга, вывернутого наизнанку.

Способ изготовления шлангов заключается в следующем.

Плоскосложенный трубчатый текстильный каркас 1 с двух сторон нагревак)т радиационными нагревателями 2 и 3, затем обрабатывают коронным разрядом, образованным между коронирующим электродом 4, который соединен с источником 5 высокого напряжения, и заземленным валком-электродом 6 и диэлектрическим покрытием. Полимерные пленки 7 и 8 (широкая пленка

8 имеет выступающие за пределы каркаса

1 кромки), нагревают обогреваемыми валками-электродами 9 и 10 соответственно. Затем пленки 7 и 8 обрабатывают коронными разрядами, образованными между коронирующими электродами 11, которые соедине- 40 ны с источником 5 высокого напряжения и соответствующими им заземленными валками-электродами 9 и 10 с диэлектрическим покрытием.

Для изготовления шлангов используют трубчатые текстильные каркасы из синтетических нитей, преимущественно из полиамидных и/или полиэфирных, а для герметизации каркасов — пленки из термопластов, например полиолефинов, поливинилхлорида, особенно из полиэтилена высокого давления.

Материал герметизирующих пленок должен иметь температуру плавления ниже температуры размягчения нитей каркаса. Ширина пленок должна быть больше ширины каркаса, а ширина кромок пленок должна быть достаточной для покрытия продольных краев каркаса и наложения на его поверхность. В зависимости от толщины каркаса и пленок, а также требований к шлангу ширина пленок должна превышать ширину каркаса на 20 в !00 мм. Предпочтительно ширина одной из пленок равна ширине каркаса, а вторая пленка имеет ширину, достаточную для покрытия продольных краев каркаса и наложения на первую пленку.

Текстильный каркас нагревают с дву» сторон радиационными нагревателями до температуры 70 — 100 С (температурный режим, предпочтительный для каркасов из полиамидных и/или полиэфирных нитей). Причем нижний предел выбран из условия обеспечения высокой прочности адгезионной связи, а верхний — недопустимости появления неограниченной усадки текстильного каркаса при нагревании его до высоких температур.

Температура нагрева полимерных пленок определяется видом их материала и лежит в пределах между точкой теплостойкости и точкой размягчения материала пленок. Например, пленки из полиэтилена высокого давления нагревают до температуры 70—

80 С. Нижний предел температуры выбран из условия достижения высокой прочности адгезионной связи между каркасом и пленками, а верхний обусловлен недопустимостью плавления пленки, что снижает адгезионную прочность. Пленки нагревают обогреваемыми валками.

На фиг. 1 представлен график зависимости прочности адгезионной связи между каркасом и покрытием от температуры нагрева полимерной пленки. С повышением температуры нагрева полимерной пленки (напри мер, из полиэтилена высокого давления) увеличивается и прочность адгезионной связи между каркасом и покрытием. Однако значительное повышение температуры снижает величину адгезионной прочности, что возможно обусловлено прилипанием пленки к поверхности нагретого валка при прокатке материалов. Модифицирующее действие коронного разряда на обрабатываемые материалы заключается в электронно-ионной бомбардировке и тепловом воздействии микроплазмы.

При воздействии коронного разряда на текстильный каркас и герметизирующие полимерные пленки изменяются гидрофильные характеристики поверхностей нитей и пленок или модифицируются их поверхности, что повышает адгезионные свойства материалов. Напряжение коронирования выбирается в пределах 11 — 12 кВ. Нижний предел выбран из условия достижения высокой прочности адгезионной связи между каркасом и пленками, а верхний — возможности экспериментальной установки. На фиг. 1 представлен график зависимости прочности адгезионной связи между каркасом и пленками от напряжения коронирования. С повышением напряжения коронирования увеличивается адгезионная прочность соединения.

1224163

Предварительную обработку коронным разрядом текстильного каркаса и полимерных пленок осуществляют раздельно, что позволяет достичь высокой степени их обработки и, следовательно, высокой прочности адгезионной связи при соединении.

Однако раздельная обработка коронным разрядом каркаса и пленок не позволяет достичь высокой прочности адгезионной связи между ними без последующей совместной их обработки и контактирования в коронном разряде непосредственно перед соединением прокаткой.

Последующую совместную обработку полимерных пленок 7 и 8 и текстильного каркаса 1 производят коронными разрядами, образованными между коронирующими электродами 12, которые соединены с источником 5 высокого напряжения, и соответствующими им заземленными валкамиэлектродами 9 и 10. При этом микроплазмы коронных разрядов воздействуют на соединяемые поверхности каркаса 1 и пленок

7 и 8. Не удаляя обрабатываемые каркас

1 и пленки 7 и 8 из коронных разрядов, их накладывают друг на друга, вводя в контакт между собой, и соединяют прокаткой нагретыми и прижатыми друг к другу валками-электродами 9 и 10, которым сообщается вращательное движение.

При совместной обработке и контактировании в коронном разряде на предварительно модифицированные поверхности текстильного каркаса и полимерных пленок воздействует микроплазма коронного разряда, которая инициирует процесс химического взаимодействия между материалами при соединении каркаса с пленками. Напряжение коронирования совместной обработки коронным разрядом раво напряжению раздел ьной обработки каркаса и пленок. Поэтому зависимость прочности адгезионнй связи между каркасом и пленками от напряжения коронирования представлена на графике (фиг. I).

В результате соединения текстильного каркаса 1 с полимерными пленками 7 и 8 образуется заготовка 13 (поперечное сечение которой показано на фиг. 3). На прочность адгезионной связи между текстильным каркасом и полимерными пленками оказывает влияние и давление при их прокатке, что подтверждает график, представленный на фиг. 1. Например, при соединении прокаткой текстильных каркасов из полиамидных и/или полиэфирных нитей и пленок из полиэтилена высокого давления между валками устанавливали давление в пределах 20 — 50 кН/м. Нижний предел выбран из условия достижения высокой прочности адгезионной связи между каркасом и пленками, а верхний — недопустимости продавливания нитями каркаса полимерных пленок, что приводит к разгерметизации изделия.

Полученную после прокатки каркаса с пленками заготовку 13 обрабатывают корон5

55 ным разрядом, образованным между коронирующим электродом 14, который соединен с источником 5 высокого напряжения, и заземленным валком-электродом 15 с диэлектрическим покрытием. При этом воздействию коронного разряда подвергают соединяемые поверхность пленки 7 и поверхности кромок пленки 8.

Обработка заготвки коронным разрядом модифицирует соединяемые поверхности полимерных пленок и снижает температуру их сварки при прокатке нагретыми валками.

Режимы обработки заготовки аналогичны режимам предыдущей операции по обработке соединяемых материалов. Затем заготовку

13 подают в устройство 16, которое производит заворачивание кромок пленки 8 на каркас вплотную по его продольным краям, укладывая кромки на поверхность пленки 7.

Устройство 16 представляет собой конусообразную металлическую воронку с антифрикционным покрытием на внутренней поверхности. Поперечное сечение (Б — Б) заготовки 13 на выходе из устройства 16 показано на фиг. 4. После этого заготовку

13 нагревают со стороны пленки 7 радиационным нагревателем 17, а со стороны пл енки 8 — обогреваемым валком 18 и прокатывают нагретыми валками 18 и 19.

Температура нагрева заготовки 80—

100 С до такой же температуры нагревают и валки. Прокатку заготовки осуществляют при давлении 20 — 50 кН/м, что соответствует условиям предыдущей операции. Кроме то го, прокатка заготовки нагретыми валками позволяет увеличить прочность адгезионной связи между текстильным каркасом и герметизирующими полимерными пленками. В результате производят приваривание кромок пленки 8 к пленке 7 и получают шланг с наружным герметизирующим покрытием 20 (фиг. 7) . Для получения высокопрочного шланга и снижения сопротивления транспортирванию по нему газов и жидкостей, его выворачивают наизнанку известным образом. В результате получают шланг с внутренним герметизирующим покрытием (фиг.8)

Поэтому при нагружении шланга покрытие прижимается к каркасу, а не отслаивается от него.

Пример. Для изготовления шлангов были использованы трубчатый текстильный каркас диаметром 55 мм и линейный плотностью 10 г/м из полиамидных нитей, а также пленка из полиэтилена высокого давления (ПЭВД) марки 10803 — 020 (По

ГОСТ 16337 — 77) толгциной 200 мкм, трубчатый текстильный каркас диаметром 55 мм и линейной плотностью 90 г/м из полиэфирных нитей, а также вышеназванная пленка. Шланги изготовляли на экспериментальной установке (фиг. 2).

Текстильный каркас нагревали до температуры 90 С и обрабатывали коронным разрядом при напряжении 12 кВ. Полимерные пленки нагревали до темпера1уры

1224163

Материал

Текстильный каркас из полиамидных нитей и пленка

15 из ПЭВД

870

Тек с тильный каркас из полиэфирных ни20 тей и пленка из ПЭВД

20 810

6ООО

goo

6оо

766

666 3 ь

6ОО

66 ь

mo

« ооо

m z,ъ

««е «реличе««««е «ер««««иреее««ир

76 4, ««6

6 6

66 66

7О 66 И

Tea««ep ««« «ура

rOO т Оо

6 10

66 р, «р/м

60 36 60

Д а6««е««ие

Фее.t

75 C и обрабатывали коронным разрядом при напряжении 12 кВ. Затем текстильный каркас и полимерные пленки совместно обрабатывают коронными разрядами при напряжении 12 кВ. Не удаляя обрабатываемые каркас и пленки из коронных разрядов, их вводили в контакт между собой, а соединяли прокаткой нагретыми до 75 C валками при давлении 25 кН/м. Полученную заготовку обрабатывали коронным разрядом при напряжении 12 кВ и заворачивали кромки пленок на каркас. После этого заготовку нагревали до температуры

90 С и прокатывали нагретыми до 90 С валками при давлении 25 кН/м. В результате получили шланги с наружным герметизирующим покрытием.

Изготовляли также шланги из указанных материалов таким же образом на участке, изображенной на фиг. 2, но без обработки коронным разрядом.

Прочность адгезионной связи между текстильным каркасом и полимерным покрытием на расслаивание определяли при комнатной температуре и скорости 100 мм/мин.

Полученные данные сведены в таблицу.

Полученные шланги были полностью герметичны при давлении 1 МПа. Адгезионная прочность соединений после 100 циклов нагружения давлением l МПа не снизилась.

1224163

Б-F«

1б .4-А авиа 7

Составитель Н. Елисеева

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 1875/16 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4