DE3712809A1 - Verfahren zur herstellung von hohlprofilen aus kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen aus Kunststoff, z.B. von Schläuchen und Rohren.

Bei Kunststoffschläuchen und -rohren wird heute eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Gasen, Dämpfen und Lösungsmitteln dadurch realisiert, daß zu ihrer Herstellung besondere, aber auch teure Ausgangsmaterialien verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß durch einen komplizierten Aufbau der Schläuche und Rohre, z.B. mehrere Lagen aus verschiedenen Materialien und/oder Armierungen, die gewünschte Dichtigkeit erreicht wird. Dieser Weg impliziert aufwendige und teure Herstellungsverfahren (z.B. Koextrusion).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem auf einfache und preisgünstige Weise Kunststoffschläuche und -rohre, die eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Gasen, Dämpfen und Lösungsmitteln besitzen, hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß während des Extrudierens oder nach der Herstellung des Hohlprofils die Innenseite des Hohlprofils mit einem Fluor enthaltenden Behandlungsgas in Berührung gebracht wird, wobei das Behandlungsgas an einem Ende des Hohlprofils eingeleitet und am anderen Ende abgeführt wird, und daß nach dem Ablauf einer notwendigen Reaktionszeit eine Spülphase durchgeführt wird, bei der ein inertes Gas, z.B. Stickstoff, ebenfalls an einem Ende des Hohlprofils eingeleitet und am anderen Ende abgeführt wird.

Aus dem Bereich der Kunststoffbehälterherstellung sind zwar Herstellungsverfahren bekannt, bei deren Durchführung neben der Ausformung des Gegenstandes (Blasformen) auch die Erzeugung einer innenseitigen, dampfundurchlässigen Schicht durch Einleiten eines fluorhaltigen Gasgemisches erfolgt (z.B. DE-PS 24 01 948). Es ist jedoch an ein ähnliches Verfahren für die Herstellung von hochwertigen Hohlprofilen aus Kunststoff durch Fluorierung bisher noch nicht gedacht worden, da der Umgang mit fluorhaltigen Gasen in der Anwendung auf Hohlprofile größerer Länge für gefährlich und schwierig und letztlich nicht beherrschbar gehalten wurde.

Überraschenderweise gelingt es nun mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, eine sichere und qualitativ gute Fluorierung der Innenseite auch bei Hohlprofilen durchzuführen.

Durch die Einleitung des Behandlungsgases an einem Ende und die Abführung am anderen wird die Innenseite des Hohlprofils auf seiner ganzen Länge gleichmäßig mit Behandlungsgas in Berührung gebracht. Man erhält so eine effektive und gleichmäßige Fluorierung des Hohlprofils. In der Spülphase erreicht man durch die Einleitung des Inertgases an einem und die Abführung am anderen Ende des Hohlprofils, daß noch nicht abreagiertes Fluorgas und Fluorgasnebenprodukte vollständig aus dem Innenraum des Hohlprofils ausgespült werden. Es ist so sichergestellt, daß kein Fluor oder Fluorverbindungen in die Atmosphäre gelangen können.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Behandlungsgases, das aus 0,1 bis 10 Vol-% Fluor und einem inerten Gas, z.B. Stickstoff, besteht. Ein solches Behandlungsgas liefert die gewünschte Fluorisierungsqualität in geeigneter Zeit und ist einfach produzierbar.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das freie Ende des Hohlprofils zu Beginn des Extrudierens mit einer Entsorgungsleitung gekoppelt und in das Hohlprofil während des Extrudierens über den Extrusionskopf permanent Behandlungsgas eingeleitet. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird dem Hohlprofil zu jeder Zeit unverbrauchtes Behandlungsgasgemisch zugeführt, was zu einer schnellen und gleichmäßigen Fluorierung und Bildung einer dampfundurchlässigen Schicht führt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man, wenn man das beim Extrudieren freie Ende des Hohlprofils zu Beginn des Extrudierens an ein verschließbares Kopplungselement anschließt, welches bis zum Ende des Extrudierens verschlossen bleibt und welches vor, während oder nach dem Extrudieren an eine Entsorgungsleitung gekoppelt wird, und das Behandlungsgas während des Extrudierens ständig mit leichtem Überdruck über den Extrusionskopf an dem vom Kopplungselement und Hohlprofil gebildeten Hohlraum ansteht. Bei einer Durchführung des Verfahrens auf diese Art und Weise erreicht man ebenfalls eine gute und gleichmäßige Fluorierung des Hohlprofils. Von besonderem Vorteil hierbei ist, daß jeweils das frisch extrudierte Stück des Hohlprofils mit unverbrauchtem, aufgrund des Überdrucks nachgeliefertem Behandlungsgas in Berührung kommt. Dadurch, daß das Hohlprofil während der Behandlung mit dem Behandlungsgas geschlossen ist, weist diese Verfahrensvariante im Vergleich zu der obengenannten einen geringeren Behandlungsgasverbrauch auf.

Beide bis jetzt genannten Verfahren vereinigen Herstellung (Extrusion) und Fluorierung des Hohlprofils zu einem Arbeitsgang.

Eine weitere Ausgestaltungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei dem ein bereits gefertiges Hohlprofil an einem Ende mit einer Versorgungsleitung und am anderen Ende mit einer Entsorgungsleitung gekoppelt wird und bei dem in das Hohlprofil so lange Behandlungsgas eingeleitet wird, bis im Hohlprofil eine nahezu reine Behandlungsgasatmosphäre entstanden ist und die Behandlungsgasatmosphäre im Hohlprofil entsprechend der notwendigen Reaktionszeit entweder durch permanentes Spülen oder durch zwischenzeitliches entsorgungsseitiges Verschließen aufrechterhalten wird, ermöglicht die Fluorierung auch nicht durch Extrusion hergestellter Kunststoffhohlprofile. Aber auch bei extrudierten Hohlprofilen kann eine Fluorierung in einem eigenen Arbeitsgang zweckmäßig sein, wenn z.B. fluorierte und unfluorierte Hohlprofile der gleichen Art produziert oder Hohlprofile nachträglich fluoriert werden sollen.

Besonders vorteilhaft ist es, bei der von der Herstellung getrennten Fluorierung, das Hohlprofil vor der Behandlung mit dem Behandlungsgas vorzuwärmen, da man dadurch die Reaktion des Fluorgases mit dem Kunststoff begünstigt und so eine bessere und schnellere Fluorierung des Hohlprofils erreicht.

Im folgenden wird mit Hilfe der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Eine Extrusionsanlage 1 erzeugt ein schlauchförmiges Hohlprofil 2. Das Hohlprofil 2 wird mit Hilfe eines Kopplungselements 3 an eine in einer Aufrolltrommel 4 integrierten Entsorgungsleitung 5 angekoppelt. In der Entsorgungsleitung 5 befindet sich zusätzlich ein Absperrventil 6, mit dem die Entsorgungsleitung 5 verschlossen werden kann. Über eine Versorgungsleitung 7 wird das Fluor-Stickstoff-Behandlungsgas direkt über den Extrusionskopf 8 in das Hohlprofil eingeleitet.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist dabei folgende: Unter Stickstoffspülung wird das freie Ende des schlauchförmigen Hohlprofils über das Kopplungselement 3 an die Entsorgungsleitung 5 angekoppelt und anschließend das Absperrventil 6 geschlossen. Danach wird auf die Versorgung mit Fluor-Stickstoff-Gemisch (5 Vol-% Fluor, 95 Vol-%, Stickstoff) umgestellt, wobei das Fluor-Stickstoff-Gemisch mit leichtem Überdruck (ca. 1,1 bar) eingespeist wird. Während der Extrusion wird permanent unverbrauchtes Behandlungsgas eingeleitet, wobei insbesondere das neu entstandene, noch warme Stück des Hohlprofils durch die Einspeisung über den Extrusionskopf mit unverbrauchtem Behandlungsgas in Berührung kommt. Nachdem das Hohlprofil seine Endlänge erreicht hat und sein gesamtes Innenvolumen mit Behandlungsgas gefüllt ist, folgt eine Ausreaktionsphase, damit insbesondere auch das letzte Stück des schlauchförmigen Hohlprofils die gewünschte Fluorierung erfährt und man ein gleichmäßig fluoriertes Hohlprofil erhält. An die Ausreaktionsphase schließt sich eine Spülphase an. Dazu wird das Absperrventil 6 geöffnet und extrusionskopfseitig reiner Stickstoff eingespeist, wodurch das Gasgemisch im Inneren des schlauchförmigen Hohlprofils über die Entsorgungsleitung 5 einer Entsorgungseinrichtung zugeführt wird. Die Spülphase dauert so lange an, bis kein Fluorgas oder Fluorgasprodukte mehr im Inneren des Hohlprofils sind. Danach kann das fertige Hohlprofil der Extrusionsanlage entnommen und ein neuer Extrusionsvorgang begonnen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen aus Kunststoff, z.B. von Schläuchen oder Rohren, bei dem das Hohlprofil durch Extrusion erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Extrudierens oder nach der Herstellung des Hohlprofiles die Innenseite des Hohlprofiles mit einem Fluor enthaltenden Behandlungsgas in Berührung gebracht wird, wobei das Behandlungsgas an einem Ende des Hohlprofiles eingeleitet und am anderen Ende abgeführt wird, und daß nach dem Ablauf einer notwendigen Reaktionszeit eine Spülphase durchgeführt wird, bei der ein inertes Gas, z.B. Stickstoff, ebenfalls an einem Ende des Hohlprofils eingeleitet und am anderen Ende abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgas aus 0,1 bis 10 Vol-% Fluor und einem inerten Gas, z.B. Stickstoff, besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Innenseite des Hohlprofiles während des Extrudierens mit dem Behandlungsgas in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Extrudieren freie Ende des Hohlprofiles zu Beginn des Extrudierens mit einer Entsorgungsleitung gekoppelt und in das Hohlprofil während des Extrudierens über den Extrusionskopf Behandlungsgas eingeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Innenseite des Extrudats während des Extrudierens mit dem Behandlungsgas in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Extrudieren freie Ende des Hohlprofils zu Beginn des Extrudierens an ein verschließbares Kopplungselement angeschlossen wird, welches bis zum Ende des Extrudierens verschlossen bleibt und welches vor, während oder nach dem Extrudieren an eine Entsorgungsleitung gekoppelt wird, und daß das Behandlungsgas während des Extrudierens über den Extrusionskopf ständig mit leichtem Überdruck in den vom Kopplungselement und Hohlprofil gebildeten Hohlraum eingeleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Innenseite des Hohlprofils nach seiner Herstellung mit dem Behandlungsgas in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil an einem Ende mit einer Versorgungsleitung und am anderen Ende mit einer Entsorgungsleitung gekoppelt wird und daß in das Hohlprofil so lange Behandlungsgas eingeleitet wird, bis im Hohlprofil eine nahezu reine Behandlungsgasatmosphäre entstanden ist, und die Behandlungsgasatmosphäre im Hohlprofil entsprechend der notwendigen Reaktionszeit aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil vor der Behandlung mit dem Behandlungsgas vorgewärmt wird.