DE69216133T2

DE69216133T2 - Dünnwandiges Rohr aus ultrahochmolekularem Polyethylen, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69216133T2
Application number: DE69216133T
Authority: DE
Inventors: Kunie Hiroshige; Takeshi Shiraki; Iwatosi Suzuki
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2012-04-04
Also published as: EP0507613B1; US5290498A; EP0507613A3; KR920019520A; US5417561A; US5683767A; CA2064939C; EP0507613A2; KR950005729B1; TW254883B; DE69216133D1

Description

Diese Erfindung betrifft einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung einen dünnwandigen Schlauch, wie etwa einen Schrumpfschlauch, einen Schlauch oder eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen des- bzw. derselben.
Die vorliegende Erfindung betrifft speziell einen Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, der in geeigneter und vorteilhafter Weise als Schrumpfschlauch zum Umhüllen verschiedener Walzen, Rohre und Stahlrohre verwendet werden kann, da er, verglichen mit einem durch ein herkömmliches Verfahren der Strangpreß-Blasformung erhaltenen Schrumpfschlauch, so dick ist, daß er auf einer Drehmaschine oder dgl. fertigbearbeitet werden kann, und außerdem einen niedrigen Schrumpfungskoeffizenten in Längsrichtung hat, so daß er hinsichtlich seines Umhüllungsvermögens und der wirksamen Umhüllung sowie der Dauerhaftigkeit von hervorragender Qualität ist, sowie außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum effizienten Herstellen eines solchen Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht für eine Anwendung hergestellt werden kann, bei der Maßhaltigkeit erforderlich ist, da sie, verglichen mit einer durch ein herkömmliches Verfahren der Blasfolienextrusion erhaltenen Folie, eine gleichmäßige Dicke aufweist und an ihren beiden Ecken keine Faltmarken hat.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, bei dem das Verhältnis zwischen Außendurchmesser und Dicke größer ist als 10 und dessen Wärmeschrumpfungs-Koeffizient niedrig ist, sowie ein Verfahren, mit dem ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer vorgeschriebenen Dicke in problemloser Weise gemäß einer Anwendung desselben hergestellt werden kann, und eine Fertigungsvorrichtung, mit der das Verfahren in geeigneter Weise durchgeführt werden kann.
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zeichnet sich durch Abriebfestigkeit, Selbstschmierung, chemische Beständigkeit etc. aus und wird in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, um diese Eigenschaften zu nutzen.
Es ist üblich, den Außenumfang einer Walze, eines Rohres, eines Stahlrohres oder dgl. zum Erzielen von Witterungsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien, Dauerhaftigkeit etc. durch Umhüllen mit einem Schlauch, einer Folie oder dgl. zu schützen. In diesem Fall sieht die herkömmliche Praxis vor, solche Walzen, Rohre, Stahlrohre und dgl. in einen Schrumpfschlauch oder eine Schrumpffolie einzuführen und dann den Schrumpfschlauch oder die Schrumpffolie zum Schrumpfen zu bringen, so daß Walzen, Rohre, Stahlrohre oder dgl. umhüllt sind. In solchen Fällen werden herkömmlicherweise Schrumpfschläuche oder Schrumpffolien aus Teflon verwendet. Teflon hat jedoch eine geringe Abriebfestigkeit. So ist beispielsweise der Sandabriebverlust von Teflon fünfmal so hoch wie der von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Deshalb sind ein Schrumpfschlauch oder eine Schrumpffolie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und ein Verfahren zum Herstellen einen Schrumpfschlauchs oder einer Schrumpffolie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht z.B. durch ein in der EP-A-0,213,807 beschriebenes Verfahren vorgeschlagen worden.
Schrumpfschläuche oder -folien, die gemäß dem in der EP-A- 0,213,807 beschriebenen Verfahren gestellt werden, werden jedoch mittels Ausführungswalzen zu einem abgeflachten Außenprofil gefaltet. Ein Schrumpfschlauch oder eine Schrumpffolie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hat deshalb Faltmarken an beiden Ecken, und wenn der Schrumpfschlauch oder die Schrumpffolie zum Umhüllen einer Walze oder dgl. zum Schrumpfen veranlaßt wird, dann verbleiben solche Faltmarken auf dem Schrumpfschlauch oder der Schrumpffolie. Das Verfahren kann deshalb nicht ohne weiteres bei einer Anwendung eingesetzt werden, die ein hohes Maß an Genauigkeit erfordert.
Da außerdem ein nach diesem Verfahren erhaltener Schrumpfschlauch eine Dicke von 1 mm oder weniger hat, ist es schwierig, ihn durch Drehen fertigzubearbeiten. Da ein solches Produkt außerdem zweiachsig orientiert ist, ist es auch nachteilig, daß die Schrumpfung in Längsrichtung groß ist.
Ein anderes herkömmliches Verfahren besteht darin, zum Umhüllen des Außenumfangs einer Walze, eines Rohres, eines Stahlrohres oder dgl. zum Erzielen von Witterungsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien, Dauerhaftigkeit etc. einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht auf 100 bis 130ºC zu erwärmen und seinen Durchmesser durch Wärmedehnung zu vergrößern und dann Walze, Rohr, Stahrohr oder dgl. in den dünnen Schlauch mit vergrößertem Durchmesser aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht einzuführen, wonach der dünne Schlauch abgekühlt wird, um auf die Walze, das Rohr, Stahlrohr oder dgl. diese umhüllend aufzuschrumpfen.
Dünnwandige Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht werden herkömmlicherweise durch ein Formpreßverfahren oder ein anderes Verfahren der mechanischen Bearbeitung einer Stange aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hergestellt. Ein dünnwandiger Schlauch unendlicher Länge läßt sich jedoch mit diesen Verfahren nicht erzielen, und abgesehen von den notwendigen hohen Kosten ist es schwierig, einen solchen dünnwandigen Schlauch wirtschaftlich herzustellen.
Deshalb ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2(1990)- 31270 ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht vorgeschlagen und beschrieben worden, bei dem das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in einem Schneckenextruder geschmolzen und aus einer Schlauchform mit einen Längen-/Durchmesserverhältnis von 5 extrudiert wird, in der ein Dorn durch die Rotation einer Schnecke gedreht wird.
Gemäß dem in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2(1990)- 31270 beschriebenen Verfahren können flexible Schläuche mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser gleich 20 mm oder darunter und entsprechender Dicke mit einem Verhältnis zwischen Außendurchmesser und Dicke gleich 15 oder darunter erhalten werden. Das Verfahren beinhaltet jedoch Ziehen, was den Nachteil mit sich bringt, daß ein Schlauch mit einem Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser eines verwendeten Dorns nicht erhalten werden kann, und daß der erhaltene Schlauch bei Erwärmung dazu neigt, seinen Durchmesser zu vergrößern. Da außerdem bei diesem Verfahren der Außendurchmesser durch eine Kalibriereinrichtung eingespannt ist, ist es schwierig, eine Innenfläche mit hervorragende Glätte herzustellen. Folglich ist es schwierig, einen dünnwandigen Schlauch mit einem niedrigen Wärmeschrumpfungskoeffizienten und einer Innenfläche mit hervorragender Glätte effizient herzustellen.
Die DE-A-23 57 078 beschreibt verschiedene Aspekte bei der Produktion extrudierter thermoplastischer Schläuche. Dabei wird ein konischer innenkalibrierender Dorn verwendet, der am Ende der Extrusionsdüse angeordnet ist, um den die Düse verlassenden Schlauch auf zuweiten. Die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche basieren auf der Offenbarung dieses Dokuments.
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ist kein leicht zu verarbeitendes Material. Die als dem Stand der Technik entsprechende beschriebene Vorrichtung berücksichtigt dies nicht und ist nicht dafür vorgesehen.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bereitzustellen, der, verglichen mit einem durch ein herkömmliches Verfahren der Blasfolienextrusion erhaltenen geformten Gegenstand aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, eine gleichmäßige Dicke hat und frei ist von Faltmarken.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem solche dünnwandigen Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit hoher Effizient hergestellt werden können.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die in geeigneter Weise zur Herstellung solcher dünnwandigen Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht verwendet werden kann.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bereitgestellt, der aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hergestellt ist, eine Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr, eine gleichmäßige Dicke hat und der nach dem Härten keine Faltmarke aufweist.
Bei dem Schlauch kann es sich um einen Schrumpfschlauch mit einem Außendurchmesser von 10 mm oder größer und einer Dicke von 0,2 mm oder darüber, einem Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke von 10 oder mehr und einem Schrumpfungskoeffizienten von 20% oder höher in diametraler Richtung bei 140ºC handeln.
Wahlweise kann der Schlauch einen Außendurchmesser von 10 mm oder größer und eine Dicke von 0,2 mm oder darüber, ein Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke von mehr als 10 und einen Schrumpfungskoeffizienten von 5% oder niedriger in diametraler Richtung bei 100ºC haben.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen Schlauchs bereitgestellt, das folgende Schritte umfaßt:
Zuführen von Harz in einen Schneckenextruder, Schmelzen und Kneten des Harzes;
kontinuierliches Extrudieren der geschmolzenen Harzsubstanz aus einer mit dem Schneckenextruder verbundenen Form, die eine Innenform umfaßt, die sich zusammen mit der Schnecke des Schneckenextruders dreht und in einer Außenform angeordnet ist, um einen zylindrischen extrudierten Gegenstand zu formen; und
diametrales Aufweiten des zylindrischen extrudierten Gegenstands mittels eines mit der Innenform verbundenen konischen Kerns, um den Schlauch herzustellen; dadurch gekennzeichnet, daß
das Harz Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr ist;
die Form ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens 10 aufweist; und
der Kern relativ zur Innenform drehbar ist, so daß er stationär bleiben kann, während die Schnecke und die Innenform rotieren.
Das Verfahren umfaßt vorzugsweise auch den Schritt, das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu veranlassen, mit den Abkühlen zum Aushärten am konischen Kern zu beginnen.
Zusätzlich oder wahlweise ist der dünnwandige Schlauch entweder ein Schrumpfschlauch, und der Außendurchmesser des diametral maximal aufgeweiteten Bereichs des konischen Kerns beträgt das 1,2- bis 3,0-fache des Außendurchmessers der Innenform;
wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfaßt:
Aufnehmen des extrudierten Gegenstands mit einer Aufnahmegeschwindigkeit, die niedriger ist als die fünffache Extrusionsgeschwindigkeit des Schneckenextruders; und
Veranlassen des Beginns der Abkühlung zum Aushärten des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht am konischen Abschnitt des konischen Kerns, oder
der Schlauch ist eine Folie, und der Außendurchmesser des maximal diametral aufgeweiteten Abschnitts des konischen Kerns entspricht dem 3-fachen Außendurchmesser oder darüber der Innenform;
wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt umfaßt:
Aufnehmen des extrudierten Gegenstands mit einer Aufnahmegeschwindigkeit, die mindestens dreimal so hoch ist wie die Extrusionsgeschwindigkeit der geschmolzenen Substanz des Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Schneckenextruder; oder
der Außendurchmesser des maximal diametral aufgeweiteten Abschnitts des konischen Kerns dem 1,2- bis 3,0-fachen des Außendurchmessers der Innenform entspricht; wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfaßt:
Aufnehmen des extrudierten Gegenstands mit einer Aufnahmegeschwindigkeit, die höchstens dreimal so hoch ist wie die Extrusionsgeschwindigkeit der geschmolzenen Substanz des Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Schneckenextruder; und
Veranlassen des Beginns der Abkühlung zum Aushärten des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht am zylindrischen Abschnitt des konischen Kerns.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bereitgestellt, die folgendes umfaßt:
einen Extruder mit einem Zylinder und einer in diesen Zylinder eingesetzten Schnecke;
eine Form mit einer mit einem Ende der Schnecke verbundenen Innenform, die zusammen mit der Drehung der Schnecke rotiert; und
einen konischen Kern, der einen konischen Abschnitt mit einem stromabwärts zunehmenden Durchmesser und einen maximalen Außendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Innenform, enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Form ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens 10 hat;
der konische Kern an einem Schaft befestigt ist, der mit einem Ende der Innenform verbunden ist, wobei sich der Schaft zusammen mit der Rotation der Innenform dreht, und wobei sich der Kern relativ zum Schaft drehen kann, so daß er im Betrieb stationär bleiben kann, während die Schnecke und die Innenform rotieren.
Vorzugsweise umfaßt der konische Kern weiterhin einen zylindrischen Abschnitt, der in den konischen Abschnitt übergeht.
Zusätzlich oder wahlweise ist der Zylinder ein gerillter Zylinder, und der Extruder hat ein Kompressionsverhältnis von 1 bis 2,5.
Der dünnwandige Schlauch kann ein Schrumpfschlauch sein, wobei der maximale Außendurchmesser des konischen Abschnitts dem 1,2- bis 3,0-fachen des Durchmessers der Innenform entspricht.
Wahlweise ist der Schlauch entweder eine Folie und der konische Abschnitt ein Formelement, dessen Durchmesser in einem Winkel von 5 bis 50º in der Weise zunimmt, daß sein maximaler Außendurchmesser dreimal so groß oder größer ist wie der Durchmesser der Innenform, und die Vorrichtung des weiteren eine Aufnahmeeinheit umfaßt, die Walzen mit einer Breite von 50% bis 80% der gefalteten Breite einer durch den konischen Kern gebildeten Polyethylenfolie mit ultrahohem Molekulargewicht enthält; oder
der Durchmesser des konischen Abschnitts nimmt in einem Winkel von 5 bis 50º in der Weise zu, daß sein maximaler Außendurchmesser dem 1,2- bis 3,0-fachen Durchmesser der Innenform entspricht, und die Vorrichtung des weiteren ein Wärmeisoliermaterial umfaßt, das zwischen dem zylindrischen und dem konischen Abschnitt angeordnet ist.
Die beiliegenden Zeichnungen, die Bestandteil dieser Beschreibung bilden, zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung des Erfindungsprinzips; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, der ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der grundlegenden Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des wesentlichen Teils einer Vorrichtung zur Herstellung des Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht;
Fig. 4 eine schematische Ansicht des konischen Kerns der Vorrichtung zur Herstellung des Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der grundlegenden Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht des wesentlichen Teils einer Vorrichtung zur Herstellung der Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Ansicht des konischen Kerns der Vorrichtung zur Herstellung der Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht des wesentlichen Teils einer Vorrichtung zur Herstellung des dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 eine schematische Ansicht des konischen Kerns der Vorrichtung zur Herstellung des dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden detailliert beschrieben.
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das das Rohmaterial für einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist, besteht hauptsächlich aus Polyethylen und kann beispielsweise homopolymeres Ethylen sein oder aus einem Copolymer als Hauptkomponente und einem mit Ethylen copolymerisierbarem Monomeren bestehen. Das mit Ethylen copolymerisierbare Monomere kann z.B. α-Olef in mit drei oder mehr Kohlenstoffen sein.
Ein solches α-Olef in mit drei oder mehr Kohlenstoffen kann beispielsweise Propylen, 1-Buten, Isobuten, 1-Penten, 2- Methyl-1-Buten, 3-Methyl-1-Buten, 1-Hexen, 3-Methyl-1-Penten, 4-Methyl-1-Penten, 1-Hepten, 1-Okten, 1-Decen, 1-Dodecen, 1- Tetradecen, 1-Hexadecen, 1-Oktadecen oder 1-Ikocen sein.
Ein solches Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht sollte eine Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr oder vorzugsweise von 8 bis 30 dl/g haben, damit die geschmolzene Substanz durch den aufgrund der Drehbewegung zusammen mit der Innenform, die später beschrieben wird, entstehenden Drall oder durch Verzug der Innenform beim Formen keine Unterschiede der Wanddicke verursacht, so daß folglich ein dünnwandiger Schlauch mit gleichmäßiger Dicke erhalten werden kann.
Gegebenenfalls können verschiedene Stabilisatoren dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zugemischt werden. Bei den Stabilisatoren kann es sich beispielsweise um Temperaturstabilisatoren, wie Tetrakis[Methylen(3,5-di-t-Butyl- 4-Hydroxy)-Hydrocinnamat]-Methan, Distearylthiodipropionat usw., Verwitterungsschutzmittel wie etwa Bis(2,2',6,6'-Tetramethyl-4-Piperidin)Sebacat, 2-(2-Hydroxy-t-Butyl-5-Methylphenyl)-5-Chlorbenzotriazol usw. handeln. Des weiteren kann als Färbemittel eine anorganische oder organische Trockenfarbe hinzugefügt werden.
Der erfindungsgemäße dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hat eine gleichmäßige Dicke und ist frei von Faltmarken.
Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann verschiedene konkrete Ausführungsformen annehmen, und kann z.B. ein Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und dgl. mehr sein.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht beinhalten normalerweise, daß Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität von 5,0 dl/g oder darüber in eine Form eingebracht, geschmolzen und verknetet, und die geschmolzene Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht dann aus der Form mit einem Längen-/Durchmesserverhältnis von mindestens 10 kontinuierlich extrudiert wird, wobei eine Innenform mit einer Schnecke des Schneckenextruders und mit dieser drehend verbunden in dessen Inneren angeordnet ist, so daß eine in etwa zylindrische Form ausgeformt wird. Der extrudierte in etwa zylindrische Gegenstand wird diametral von einem mit der Innenform verbundenen konischen Kern aufgeweitet, der einen konischen Abschnitt und einen daran anschließenden zylindrischen Abschnitt umfaßt, und von einer Aufnahmeeinheit aufgenommen, wobei die Abkühlung und damit das Aushärten des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht am konischen Kern beginnt und dann in einer Kühlvorrichtung ausreichend fortgesetzt wird, um den gewünschten dünnwandigen Schlauch zu erhalten.
Im folgenden wird die vorliegenden Erfindung zunächst anhand eines Beispiels für einen dünnwandigen Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht als eine konkrete Form eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht beschrieben.
Der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung hat einen Außendurchmesser (D1) von 10 mm oder mehr, wie in Fig. 1 dargestellt. Bei einem kleinen Außendurchmesser (D1) ist ein Schaft oder ein konischer Kern entsprechend dünn, so daß er nicht problemlos mit einer Innenform verbunden werden kann, wohingegen bei einem großen Außendurchmesser (D1) die Möglichkeit sehr hoher Ausrüstungskosten gegeben ist, was wirtschaftlich nachteilig ist. Demzufolge liegt ein vorteilhafter Außendurchmesser im Bereich von 5 bis 150 mm. Des weiteren sollte die Dicke (t1) 0,2 mm oder mehr betragen, und insbesondere dann, wenn der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zum Umhüllen einer Walze verwendet wird, sollte die Dicke (t1) vorzugsweise 0,5 bis 3 mm betragen, da die spanende Bearbeitung der Oberfläche des Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht im folgenden Schritt auf einer Drehmaschine erfolgen kann. Außerdem sollte das Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke (D1/t1) 10 oder mehr betragen und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorzugsweise zwischen 15 und 150 liegen.
Ein Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Schrumpfungskoeffizienten von 20% in diametraler Richtung bei 140ºC, und wenn der Schrumpfschlauch als Umhüllungselement verwendet werden soll, beträgt der Schrumpfungskoeffizienten in diametraler Richtung bei 140ºC vorzugsweise 40 bis 150%, um eine hohe Umhüllungsfestigkeit gegenüber einem mit dem Schrumpfschlauch zu umhüllenden Kernelement sicherzustellen.
Ein solcher Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, das folgende Schritte umfaßt:
Zuführen von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität von 5,0 dl/g oder darüber in eine Form, Schmelzen und Kneten, gefolgt von
kontinuierlichem Extrudieren der geschmolzenen Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht aus der Form mit einem Längen-/Durchmesserverhältnis von mindestens 10, wobei eine Innenform mit einer Schnecke des Schneckenextruders mit dieser drehend verbunden und in dessen Inneren angeordnet ist, um eine in etwa zylindrische Form auszuformen, und danach
Aufnehmen des extrudierten in etwa zylindrischen Gegenstands mit einer Aufnahmegeschwindigkeitkeit, die gleich ist wie oder niedriger als das Fünffache der Extrusionsgeschwindigkeit das Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Schneckenextruder, während der Durchmesser von einem mit der Innenform verbundenen konischen Kern in der Weise aufgeweitet wird, daß der Innendurchmesser eines diametral maximal aufgeweiteten Abschnitts dem 1,2- bis 3,0-fachen des Außendurchmessers der Innenform entsprechen kann, wobei die Abkühlung und damit das Aushärten des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht am konischen Abschnitt des konischen Kerns beginnt.
Im folgenden wird das Herstellungsverfahren detailliert in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Herstellen eines Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 2 bis 4 beschrieben.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen eines Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht enthält als Hauptkomponenten einen Schneckenextruder 1, eine am Schneckenextruder 1 angebrachte Form 2 und einen konischen Kern 3, der sich an die Form 2 anschließt.
Wie in Fig. 3 dargestellt, enthält der Schneckenextruder 1 einen gerillten Zylinder 4 und einen Trichter 6 zur Beschickung mit dem Polyethylen-Rohmaterial mit ultrahohem Molekulargewicht.
Der Innendurchmesser des gerillten Zylinders 4 ist geeignet gewählt, so daß man einen Schrumpfschlauch mit gewünschtem Außendurchmesser erhalten kann. Die Nuten des gerillten Zylinders 4 haben eine Anzahl von 8 bis 12 und sind so ausgeformt, daß sie in stromabwärtiger Richtung verlaufen und in Umfangsrichtung abstandsgleich in der Weise angeordnet sind, daß ihre Länge (L/D) zwischen 3 und 10, vorzugsweise zwischen 5 und 8 liegt. Die Nuten haben vorzugsweise ein winkliges oder halbkreisförmiges Profil, so daß sie eine treibende Kraft für das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht im Extruder verstärken können. Die Schnecke 5 sollte außerdem ein Kompressionsverhältnis von 1 bis 2 und vorzugsweise von 1,3 bis 2,0 haben. Die Nutzlänge (L/D) der Schnecke 5 beträgt normalerweise ungefähr 20 bis 28. Die Länge des Kompressionsabschnitts der Schnecke 5 beträgt ca. 25 bis 80% der Nutzlänge (L/D). Die Steigung der Schnecke beträgt normalerweise ca. 0,4 bis 0,8. Die Drehzahl der Schnecke 5 liegt normalerweise zwischen ca. 10 und 30 U/min. Des weiteren handelt es sich bei dem Trichter 6 vorzugsweise um einen zweistufigen Trichter, da dieser bei pulverförmigem Rohmaterial das Zurückströmen von Luft in den Zylinder 4 unterstützen und eine Unterbrechung der Rohmaterialzufuhr aufgrund einer Trichterbrückenbildung vermeiden kann.
Ein Heizzylinder 7 ist an einer Umfangswand des Schneckenextruders 1 angeordnet, um das dem Schneckenextruder 1 zugeführte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu schmelzen, und ein wassergekühlter Zylinder 8 ist zur Regelung der Temperatur des Heizzylinders 7 vorgesehen. Die Heiztemperatur im Schneckenextruder 1 wird normalerweise auf eine Temperatur eingeregelt, die höher ist als der Schmelzpunkt des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, jedoch gleich oder niedriger als 340ºC ist und vorzugsweise zwischen 160 und 330ºC liegt.
Die am Schneckenextruder 1 angebrachte Form 2 besteht aus einer Innenform 9 und einer Außenform 10, in die die Innenform 9 eingesetzt wird. Die Innenform 9 ist mit einem Ende 11 der Schnecke 5 des Schneckenextruders 1 verbunden und wird mit der Rotation der Schnecke 5 gedreht. Die Außenform 10 ist an einem Ende 12 des Heizzylinders 7 des Schneckenextruders 1 angebracht. Die Form 2 hat eine Längen-/Durchmesserverhältnis von mindestens 10, vorzugsweise von 20 bis 50. Des weiteren ist die Innenform 9 vorzugsweise so gestaltet, daß der Außendurchmesser der Innenform aufgrund der Rotation durch die Schnecke 5 vom Anschlußabschnitt her konisch verjüngt wird, und sie dann am anderen Endabschnitt vom mittleren Abschnitt her einen festen Außendurchmesser hat; außerdem ist sie auf einer Oberfläche mit einem Fluorkohlenstoffharz beschichtet, um für das in der Innenform 9 zirkulierende Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht maximale Glätte zu gewährleisten. Ein Heizzylinder 13 ist an einer Außenumfangswand der Form 2 angeordnet, um die Temperatur des durch die Form 2 wandernden Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zu regeln. Die Heiztemperatur der Form 2 ist normalerweise zwischen 160 und 250ºC eingestellt.
Der in Fig. 4 vergrößert dargestellte konische Kern 3 der Herstellungsvorrichtung schließt sich unmittelbar an die Innenform 9 an. Der konische Kern 3 enthält einen Schaft 16, der mit einem Ende 15 der Innenform 9 verbunden ist, und ein konisches Formelement 17, das lose auf dem Schaft 16 sitzt. Der mit dem Ende 15 der Innenform 9 verbundene Schaft 16 wird zusammen mit der mit der Schnecke 5 verbundenen Innenform 9 gedreht. Der Außendurchmesser des Schaftes 16 ist normalerweise kleiner als der Außendurchmesser der Innenform 9, und die Länge der Schaftes 16 beträgt normalerweise ungefähr 10 bis 50 cm.
Das konische Formelement 17 ist mittels eines Lagers 14 lose so auf dem Schaft 16 gelagert, daß es sich nicht zusammen mit dem Schaft 16 drehen kann. Das konische Formelement 17 hat einen konischen Abschnitt 18, der unter einem Winkel von normalerweise 5 bis 50º, vorzugsweise 10 bis 30º relativ zur Achsrichtung des Schaftes 16 geneigt ist, so daß ein Reibwiderstand gegen die diametrale Aufweitung verringert wird und die Formung ungehindert erfolgt. Das konische Formelement 17 hat außerdem einen zylindrischen Abschnitt 19, der sich unmittelbar an den konischen Abschnitt 18 anschließt.
Eine Beschichtung auf Fluorkohlenstoffharz, wie z.B. Teflon (eingetragenes Warenzeichen) ist vorzugsweise auf den Oberflächen des konischen Abschnitts 18 und des zylindrischen Abschnitts 19 des konischen Formelements 17 aufgebracht, so daß der Reibungskoeffizient mit einem aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht geformten Gegenstand verringert werden kann, um eine reibungslose Formgebung zu ermöglichen.
Das Verhältnis der Länge des konischen Abschnitts 18 zum zylindrischen Abschnitt 19 des konischen Formelements 17 in axialer Richtung ist normalerweise auf etwa 0,2 bis 1, vorzugsweise auf etwa 0,3 bis 0,7 eingestellt. Außerdem sollte der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 19 so eingestellt sein, daß er mindestens dem 1,2- bis 3,0-fachen, vorzugsweise dem 1,7- bis 2,5-fachen, des Durchmessers der Innenform 9 entspricht.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung läuft auf der obenbeschriebenen Herstellungsvorrichtung so ab, daß Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr zunächst in den Schneckenextruder 1 eingebracht, geschmolzen und verknetet, dann die geschmolzene Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kontinuierlich aus der Form 2 extrudiert wird, um eine ungefähr zylindrische Form zu bilden, wonach der Durchmesser des ungefähr zylindrischen extrudierten Gegenstands durch den konischen Kern 3 so aufgeweitet wird, daß der Innendurchmesser eines diametral maximal aufgeweiteten Abschnitts der ungefähr zylindrischen Form dem 1,2- bis 3,0-fachen, vorzugsweise dem 1,7- bis 2,5-fachen, des Außendurchmessers der Innenform 9 der Form 2 entspricht, so daß ein guter Schrumpfschlauch mit geeigneter Dicke erhalten werden kann. Der in dieser Weise diametral aufgeweitete Schrumpfschlauch wird dann in einem Kühlbehälter 20 gekühlt und danach von einer Aufnahmeeinheit 21 aufgenommen. Die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit ist so eingestellt, daß sie gleich groß ist wie oder geringer als das Fünffache, vorzugsweise geringer als das Dreifache, der Extrusionsgeschwindigkeit des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Schneckenextruder 1.
Die Aufnahmeeinheit 21 kann beispielsweise vom Rollen-, Ketten-, oder Riementyp sein.
Des weiteren ist es vorteilhaft, das vorliegende Verfahren so einzustellen, daß die Abkühlung und damit das Aushärten des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht am konischen Abschnitt 18 des konischen Kerns 3 beginnt, und vorzugsweise an einem Abschnitt des konischen Abschnitts 18, wo der Durchmesser kleiner ist als im mittleren Bereich des konischen Abschnitts 18, so daß man einen Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem hohen Schrumpfungskoeffizienten erhalten kann. Eine solche Einstellung des Beginns des Abkühlens und Aushärtens eines Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ist durch Verändern der Extrusionsgeschwindigkeit des Schneckenextruders 1, der Position des konischen Kerns 3, der Position eines Blasrings für Kühlluft oder dgl. möglich.
Der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, der von der Aufnahmeeinheit 21 aufgenommen und geformt wird, wird durch eine Schneidmaschine geeignet abgelängt. Die Schneidmaschine kann eine automatische Schneidmaschine sein, z.B. eine Maschinenschere des Rundsägetyps oder des Typs mit Sägeblatt.
Während bisher hauptsächlich das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen eines Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit kreisförmigem Innenprofil beschrieben worden sind, ist der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht nicht auf ein kreisförmiges Innenprofil beschränkt, sondern kann je nach seiner Anwendung ein Schlauch mit einer anderen Profilform sein, indem man ein geeignetes Außenprofil des zu verwendenden konischen Kerns wählt. Hat beispielsweise das Außenprofil des konischen Kerns eine winklige oder elliptische Form, so kann man einen Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Innenprofil entsprechend dieser winkligen oder elliptischen Form erhalten.
Der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung kann zum Umhüllen eines Außenprofils eines rohrförmigen Elements verwendet werden, indem das rohrförmige Element in den Schlauch eingeführt und dieser dann erhitzt wird, damit er unter Nutzung der Schrumpfeigenschaft desselben aufgeschrumpft werden kann. Ein rohrförmiges Element, beispielsweise eine Walze oder ein Stahlrohr, wird also in den Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht eingeführt, und dann wird dieser auf 100 bis 160ºC erhitzt, so daß er dazu veranlaßt wird, auf das rohrförmige Element auf zuschrumpfen und dieses zu umhüllen. Die Erhitzung für ein solches Umhüllen kann durch Tauchen des Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in ein Heizfluid, wie Luft oder Flüssigkeit, oder durch Einblasen heißer Luft oder Flammen in den Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht erfolgen.
Für das Umhüllen mit dem Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht wird die Außenfläche des rohrförmigen Elements vorzugsweise zuvor als rauhe Oberfläche bearbeitet, so daß der Gleitwiderstand zwischen den Berührungsflächen des Schrumpfschlauchs und des rohrförmigen Elements verbessert werden kann.
Des weiteren wird vorzugsweise ein Harzkleber auf der Außenfläche eine rohrförmigen Elements, wie einer Walze oder eines Stahlrohrs, aufgebracht, bevor das rohrförmige Element mit dem Schrumpfschlauch umhüllt wird, so daß die Haftfestigkeit an der Trennfläche zwischen ihnen deutlich verbessert werden kann. Ein solches Verfahren kann das vorherige Aufbringen eines pulver- oder folienförmigen Schmelzklebers auf der Außenfläche des rohrförmigen Elements beinhalten. Als Harzkleber kann beispielsweise Addmer NE060 (Handelsbezeichnung von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) oder dgl. oder ein modifiziertes Produkt davon verwendet werden.
Im folgenden werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht als konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 beschrieben.
Die in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung zum Herstellen einer Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht enthält als Hauptkomponenten einen Schneckenextruder 31, eine an dem Schneckenextroder 31 angebrachte Form 32, ein konisches Kernelement 33, das unmittelbar an die Form 32 anschließend vorgesehen ist, und eine Aufnahmeeinheit 34.
Wie in Fig. 6 dargestellt, enthält der Schneckenextruder 31 einen gerillten Zylinder 35, eine in den gerillten Zylinder 35 eingesetzte Schnecke 36 und einen Trichter 37 zur Beschickung mit Polyethylen-Rohmaterial mit ultrahohem Molekulargewicht.
Der Innendurchmesser des gerillten Zylinders 35 wird geeignet gewählt, so daß sich eine Folie mit einem gewünschten Außendurchmesser erzielen läßt. Die Schnecke 36 sollte ein Kompressionsverhältnis von 1 bis 2,5, vorzugsweise von 1,3 bis 2,0, haben. Die Nutzlänge (L/D) der Schnecke 36 liegt normalerweise im Bereich von ca. 20 bis 28. Die Länge eines Verdichtungsabschnitts der Schnecke 36 beträgt zwischen 25 und 80% der Nutzlänge (L/D). Die Steigung der Schnecke beträgt normalerweise ca. 0,4 bis 0,8. Die Drehzahl der Schnecke 36 liegt normalerweise zwischen ca. 10 und 50 U/min. Des weiteren handelt es sich bei dem Trichter 37 vorzugsweise um einen zweistufigen Trichter, da dieser bei pulverförmigem Rohmaterial das Zurückströmen von Luft in den Zylinder 35 unterstützen und eine Unterbrechung der Rohmaterialzufuhr aufgrund einer Trichterbrückenbildung vermeiden kann.
Ein Heizzylinder 38 ist an einer Umfangswand des Schneckenextruders 31 angeordnet, um das dem Schneckenextruder 31 zugeführte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu schmelzen, und ein wassergekühlter Zylinder 39 ist zur Regelung der Temperatur des Heizzylinders 38 vorgesehen. Die Heiztemperatur im Schneckenextruder 31 wird normalerweise auf eine Temperatur eingeregelt, die höher ist als der Schmelzpunkt des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, jedoch gleich oder niedriger als 340ºC ist und vorzugsweise zwischen 160 und 330ºC liegt.
Die am Schneckenextruder 31 angebrachte Form 32 besteht aus einer Innenform 40 und einer Außenform 41, in die die Innenform 40 eingesetzt wird. Die Innenform 40 ist mit einem Ende 42 der Schnecke 36 des Schneckenextruders 31 verbunden und wird mit der Rotation der Schnecke 36 gedreht. Die Außenform 41 ist an einem Ende 43 des Heizzylinders 38 des Schneckenextruders 31 angebracht. Die Form 32 hat eine Längen-/Durchmesserverhältnis von mindestens 10, vorzugsweise von 20 bis 50. Des weiteren ist die Innenform 40 vorzugsweise so gestaltet, daß sich der Durchmesser aufgrund der Rotation durch die Schnecke 36 vom Anschlußabschnitt her konisch verjüngt, und sie dann am anderen Endabschnitt vom mittleren Abschnitt her einen festen Außendurchmesser hat; außerdem ist sie auf einer Oberfläche mit einem Fluorkohlenstoffharz beschichtet, um ein gutes Gleitverhalten auf dem Harz zu gewährleisten. Ein elektrisches Heizelement 44 ist an einer Außenumfangswand der Form 32 angeordnet, um die Temperatur des durch die Form 32 wandernden Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zu regeln. Die Heiztemperatur der Form 32 ist normalerweise zwischen 160 und 250ºC eingestellt.
Das in Fig. 7 vergrößert dargestellte konische Kernelement 33 der Herstellungsvorrichtung schließt sich unmittelbar an die Innenform 40 der Form 32 an. Das konische Kernelement 33 sitzt lose auf einem Schaft 47, der mit einem Ende 46 der Innenform 40 verbunden ist. Der mit dem Ende 46 der Innenform 40 verbundene Schaft 47 wird zusammen mit der mit der Schnecke 36 verbundenen Innenform 40 gedreht. Der Außendurchmesser des Schaftes 47 ist normalerweise kleiner als der Außendurchmesser der Innenform 40, und die Länge der Schaftes 47 beträgt normalerweise ungefähr 10 bis 50 cm.
Das konische Formelement 33 ist mittels eines Lagers 49 lose so auf dem Schaft 47 gelagert, daß es sich nicht zusammen mit dem Schaft 47 drehen kann.
Das konische Formelement 33 hat einen konischen Abschnitt 45, der unter einem Winkel von normalerweise 5 bis 50º, vorzugsweise 10 bis 30º, relativ zur Achsrichtung des Schaftes 47 geneigt ist, so daß ein Reibwiderstand zwischen dem konischen Kernelement 33 und der Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gegen die diametrale Aufweitung verringert werden kann und die Formung ungehindert erfolgt. Das konische Kernelement 33 hat außerdem einen zylindrischen Abschnitt 50, der sich unmittelbar an den konischen Abschnitt 45 anschließt.
Eine Beschichtung auf Fluorkohlenstoffharz, wie z.B. Teflon , ist vorzugsweise auf den Oberflächen des konischen Abschnitts 45 und des zylindrischen Abschnitts 50 des konischen Kernelements 33 aufgebracht, so daß der Reibungskoeffizient mit einem aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht geformten Gegenstand verringert werden kann, damit eine reibungslose Formgebung erfolgen kann.
Das Verhältnis der Länge des konischen Abschnitts 45 zum zylindrischen Abschnitt 50 des konischen Kernelements 33 in axialer Richtung ist normalerweise auf etwa 0,2 bis 2, vorzugsweise auf etwa 0,5 bis 1,0 eingestellt. Außerdem sollte der maximale Außendurchmesser des konischen Abschnitts 45, d.h. der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 50, so eingestellt sein, daß er mindestens dem 3,0-fachen oder darüber, vorzugsweise dem 4-fache oder darüber und am besten dem 5- bis 7-fachen des Durchmessers der Innenform 40 entspricht.
Die Herstellungsvorrichtung enthält die in Fig. 5 dargestellte Aufnahmeeinheit 34. Die Aufnahmeeinheit 34 enthält 2 bis 4, vorzugsweise 4, Paare Walzen 51, die in Reihe in Abziehrichtung der Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht angeordnet sind. Die Walzen 51 haben vorzugsweise eine Breite von 50 bis 80%, vorzugsweise von 70 bis 80% der gefalteten Breite einer durch das konische Kernelement 33 gebildeten Polyethylenfolie mit ultrahohem Molekulargewicht, so daß sich eine ausreichende Aufnahmekraft erzielen läßt und eine gleichmäßige Folie ohne Runzeln und Faltmarken an den Ecken entsteht.
Bei der obenbeschriebenen Herstellungsvorrichtung wird zunächst Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr in den Schneckenextruder eingebracht, geschmolzen und verknetet, dann die geschmolzene Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kontinuierlich aus der Form 62 extrudiert, um eine ungefähr zylindrische Form zu bilden, wonach der Durchmesser des ungefähr zylindrischen extrudierten Gegenstands durch das konische Kernelement 33 so aufgeweitet wird, daß der Innendurchmesser eines diametral maximal aufgeweiteten Abschnitts des extrudierten ungefähr zylindrischen Gegenstands dem 3- fachen oder darüber, vorzugsweise dem 4-fachen oder darüber und am besten dem 5-fachen oder darüber, des Außendurchmessers der Innenform 40 entspricht, so daß eine gute Folie mit geeigneter Dicke erhalten werden kann. In dem Fall, in dem der maximale Außendurchmesser des konischen Abschnitts 45, d.h. der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 50, auf das 5-fache oder mehr des Durchmessers der Innenform 40 eingestellt ist, kann ein kleines Loch an einer Stelle des Verbindungsabschnitts, in dem der Schaft 47 mit dem Ende 46 der Innenform 40 verbunden ist, ausgeformt werden, so daß Druckluft in des kleine Loch eingeblasen werden kann, um den Vorgang der Durchmesseraufweitung zu fördern.
Die so diametral aufgeweitete Folie wird in einem Kühlbehälter 52 abgekühlt und dann von der Aufnahmeeinheit 34 aufgenommen. Die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit 34 ist so eingestellt, daß sie gleich groß ist wie oder höher als das 3-fache, vorzugsweise höher als das 3- bis 20-fache, der Extrusionsgeschwindigkeit der geschmolzenen Substanz des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Schneckenextruder 31.
Die Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die von der Aufnahmeeinheit 34 aufgenommen und geformt wird, liegt in Form eines Schlauchs vor. Die Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in Form eines Schlauchs kann in diesem Zustand als Folie in Form eines Schlauchs verwendet werden, oder sie kann abschnittweise durch eine Maschinenschere abgelängt und abgewickelt werden, so daß sie als zweiachsig orientierte Folie verwendet werden kann, die eine große Breite hat und frei von Faltmarken ist. Die Maschinenschere kann eine übliche Maschine sein, wie beispielsweise eine Messerschere. Die zweiachsig orientierte Folie kann auch in Streifen oder Bänder geteilt werden, die in Richtung des Materialflusses gedehnt werden, so daß sie als Trägermaterial für dehnbare Bänder verwendet werden können.
Im folgenden werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht als ein weiteres konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für einen dünnwandigen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 10 beschrieben.
Ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Außendurchmesser (D2) von 10 mm oder darüber (Fig. 8) und eine Dicke (t2) von 0,5 mm oder darüber, und der Bereich, innerhalb dessen er wirtschaftlich mit hoher Produktivität geformt werden kann, beträgt für den Außendurchmesser (D2) vorzugsweise 25 bis 100 mm und für die Dicke (t2) 1 bis 5 mm. Des weiteren sollte das Verhältnis von Außendurchmesser zu dicke (D2/t2) 10 oder mehr betragen, vorzugsweise 15 bis 50, so daß ein Schlauch hoher Steifigkeit erhalten werden kann. Die Oberflächenrauheit der Innenfläche des Schlauchs in Extrusionsrichtung beträgt im Mittel 1,0 oder weniger, und die maximale Rauhtiefe (Rmax) ist gleich oder kleiner als 5. Der Mittenrauhwert (Ra) ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5, und die maximale Rauhtiefe (Rmax) ist gleich oder kleiner als 5, so daß der Fließwiderstand bei Verwendung als Förderschlauch für Pulver oder Fluid auf einen niedrigen Wert gesenkt werden kann.
Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hat bei 100ºC einen Schrumpfungskoeffizienten in diametraler Richtung von 5% oder weniger, und bei Verwendung in einer Umgebung mit hoher Temperatur oder wenn die Abmessung des Innendurchmessers für eine Anwendung und Funktion des Schlauchs von entscheidender Bedeutung ist, liegt der Schrumpfungskoeffizient des Schlauchs in diametraler Richtung bei 100ºC vorzugsweise zwischen 0 und 3%.
Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in einen Schneckenextruder eingebracht, dort geschmolzen und verknetet und dann die geschmolzene Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kontinuierlich aus einer Form extrudiert wird, die mit einer Schnecke des Schneckenextruders verbunden ist, um eine ungefähr zylindrische Form zu formen, wonach der extrudierte ungefähr zylindrische Gegenstand aufgenommen wird, während er gleichzeitig mittels eines konischen Kerns aufgeweitet wird.
Eine Vorrichtung zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die in Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung. Die Herstellungsvorrichtung enthält insbesondere im wesentlichen einen Schneckenextruder, eine an dem Schneckenextruder angebrachte Form und eine Aufnahmeeinheit. Der Schneckenextruder gleicht insofern dem obenbeschriebenen für einen Schrumpfschlauch und eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, als er, wie in Fig. 9 dargestellt, einen gerillten Zylinder 65, eine in den gerillten Zylinder 65 eingesetzte Schnecke 66 und einen Trichter 67 für die Beschickung mit Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht als Rohmaterial enthält.
Der Innendurchmesser des gerillten Zylinders 65 ist geeignet gewählt, so daß man einen dünnwandigen Schlauch mit gewünschtem Außendurchmesser erhalten kann. Die Schnecke 66 sollte ein Kompressionsverhältnis von 1 bis 2,5 und vorzugsweise von 1,3 bis 2,0 haben. Die Nutzlänge (L/D) der Schnecke 66 beträgt normalerweise ungefähr 20 bis 28. Die Länge des Kompressionsabschnitts der Schnecke 5 beträgt ca. 25 bis 80% der Nutzlänge (L/D). Die Länge Länge eines Verdichtungsabschnitts der Schnecke 66 beträgt ungefähr 25 bis 80% des Nutzlänge (L/D). Die Steigung der Schnecke beträgt normalerweise ca. 0,4 bis 0,8. Die Drehzahl der Schnecke 66 liegt normalerweise zwischen ca. 10 und 50 U/min. Des weiteren handelt es sich bei dem Trichter 67 vorzugsweise um einen zweistufigen Trichter, da dieser bei pulverförmigem Rohmaterial das Zurückströmen von Luft in den Zylinder 65 unterstützen und eine Unterbrechung der Rohmaterialzufuhr aufgrund einer Trichterbrückenbildung vermeiden kann.
Ein Heizzylinder 68 ist an einer Umfangswand des Schneckenextruders angeordnet, um das dem Schneckenextruder zugeführte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu schmelzen, und ein wassergekühlter Zylinder 69 ist zur Regelung der Temperatur des Heizzylinders 68 vorgesehen. Die Heiztemperatur im Schneckenextruder wird normalerweise auf eine Temperatur eingeregelt, die höher ist als der Schmelzpunkt des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, jedoch gleich oder niedriger als 340ºC ist und vorzugsweise zwischen 160 und 330ºC liegt.
Die am Schneckenextruder angebrachte Form 62 besteht aus einer Innenform 70 und einer Außenform 71, in die die Innenform 70 eingesetzt wird. Die Innenform 70 ist mit einem Ende 72 der Schnecke 66 des Schneckenextruders verbunden und wird mit der Rotation der Schnecke 66 gedreht. Die Außenform 71 ist an einem Ende 73 des Heizzylinders 68 des Schneckenextruders angebracht. Die Form 62 hat eine L/D-Verhältnis von mindestens 10, vorzugsweise von 20 bis 50. Des weiteren ist die Innenform 70 vorzugsweise so gestaltet, daß der Außendurchmesser der Innenform aufgrund der Rotation durch die Schnecke 66 vom Anschlußabschnitt her konisch verjüngt wird, und sie dann am anderen Endabschnitt vom mittleren Abschnitt her einen festen Außendurchmesser hat; außerdem ist sie auf einer Oberfläche mit einem Fluorkohlenstoffharz beschichtet, um für das durch das Innere wandernde Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gute Gleiteigenschaften zu gewährleisten. Ein Heizzylinder 74 ist an einer Außenumfangswand der Form 62 angeordnet, um die Temperatur des durch die Form 62 wandernden Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zu regeln. Die Heiztemperatur der Form 62 ist normalerweise zwischen 160 und 250ºC eingestellt.
Das in Fig. 10 vergrößert dargestellte konische Kernelement 63 der Herstellungsvorrichtung schließt sich unmittelbar an die Innenform 70 der Form 62 an. Das konische Kernelement 63 enthält einen Schaft 77, der mit einem Ende 76 der Innenform 70 verbunden ist, und ein konisches Formelement 78, das lose auf dem Schaft 77 sitzt. Der mit dem Ende 76 der Innenform 70 verbundene Schaft 77 wird zusammen mit der mit der Schnecke 66 verbundenen Innenform 70 gedreht. Der Außendurchmesser des Schaftes 77 ist normalerweise kleiner als der Außendurchmesser der Innenform 70, und die Länge der Schaftes 77 beträgt normalerweise ungefähr 10 bis 50 cm.
Das konische Formelement 78 ist mittels eines Lagers 79 lose so auf dem Schaft 77 gelagert, daß es sich nicht zusammen mit dem Schaft 77 drehen kann. Das konische Formelement 78 hat einen konischen Abschnitt 78, der unter einem Winkel von normalerweise 5 bis 50º, vorzugsweise 10 bis 30º relativ zur Achsrichtung des Schaftes 77 geneigt ist, so daß ein Reibwiderstand zwischen dem konischen Formelement 78 und dem dünnwandigen Rohr aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bei der diametralen Aufweitung auf einen Bereich eingestellt werden kann, in dem die Formung ungehindert erfolgt. Das konische Formelement 78 hat außerdem einen zylindrischen Abschnitt 81, der sich unmittelbar an den konischen Abschnitt 80 anschließt.
Der konische Abschnitt 80 des konischen Formelements 78 hat auf einer seiner Oberflächen vorzugsweise konvexe und konkave Abschnitte, so daß die Kontaktfläche mit einer Rohform zum Verzögern des Abkühlens und Aushärtens des rohgeformten Gegenstands verkleinert werden kann, so daß der Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht am zylindrischen Abschnitt 81 so abgekühlt werden kann, daß man einen dünnwandigen Schlauch mit einem niedrigen Wärmeschrumpfungskoeffizienten erhält. Solche auf der Oberfläche des konischen Abschnitts 80 des konischen Formelements 78 vorgesehenen konvexen und konkaven Abschnitte lassen sich beispielsweise dadurch bilden, daß konvexe und konkave Abschnitte in Form einer Satinkrepp-Zurichtung auf der Oberfläche ausgeformt, oder daß mehrere Ringnuten senkrecht zur Achse des konischen Abschnitts 80 eingeschnitten werden.
Der zylindrische Abschnitt 81 des konischen Formelements 78 hat dagegen eine glatte Oberfläche.
Um außerdem zu vermeiden, daß dem konischen Abschnitt 80 des konischen Formelements 78 durch den zylindrischen Abschnitt 81, der in einen Kühlwasserbehälter zum Absenken seiner Temperatur eingetaucht ist, damit das Abkühlen und Aushärten der Rohform am konischen Abschnitt 80 beginnt, Wärme entzogen wird, jedoch zu gestatten, daß das Abkühlen und Aushärten der Rohform so verzögert wird, daß es am zylindrischen Abschnitt 81 beginnen kann, sind der konische Abschnitt 80 und der zylindrische Abschnitt 81 durch ein dazwischen angeordnetes Wärmeisoliermaterial 82 miteinander verbunden, so daß der konische Abschnitt 80 und der zylindrische Abschnitt 81 gegeneinander wärmeisoliert sind. Das Wärmeisoliermaterial 82 kann beispielsweise Teflon -Folie sein.
Eine Beschichtung aus Fluorkohlenstoffharz, wie z.B. Teflon , ist vorzugsweise auf den Oberflächen des konischen Abschnitts 80 und des zylindrischen Abschnitts 81 des konischen Formelements 78 aufgebracht, so daß der Reibungskoeffizient mit einer aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht geformten Form verringert werden kann, damit eine reibungslose Formgebung erfolgen kann.
Das Verhältnis der Länge des konischen Abschnitts 80 zum zylindrischen Abschnitt 81 des konischen Kernelements 78 in axialer Richtung ist normalerweise auf etwa 0,2 bis 1, vorzugsweise auf etwa 0,3 bis 0,7 eingestellt. Außerdem sollte der maximale Außendurchmesser des konischen Abschnitts 80, d.h. der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 81, so eingestellt sein, daß er mindestens dem 1,2- bis 3-fachen, vorzugsweise dem 1,5- bis 3,0-fachen und am besten dem 1,7- bis 2,5-fachen des Durchmessers der Innenform 70 entspricht.
Die Herstellungsvorrichtung enthält die Aufnahmeeinheit. Die Aufnahmeeinheit enthält 2 bis 4, vorzugsweise 4, Paare Walzen, die in Reihe in Abziehrichtung des dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht angeordnet sind.
Bei der obenbeschriebenen Herstellungsvorrichtung wird zunächst Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität [η] von 5,0 dl/g oder mehr in den Schneckenextruder eingebracht, geschmolzen und verknetet, dann die geschmolzene Substanz aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kontinuierlich aus der Form 62 extrudiert, um eine ungefähr zylindrische Form zu bilden, wonach der Durchmesser des ungefähr zylindrischen extrudierten Gegenstands durch das konische Kernelement 63 so aufgeweitet wird, daß der Innendurchmesser eines diametral maximal aufgeweiteten Abschnitts des extrudierten ungefähr zylindrischen Gegenstands dem 1,2- bis 3-fachen, vorzugsweise dem 1,5- bis 3-fachen und am besten dem 1,7- bis 2,5-fachen, des Außendurchmessers der Innenform 70 entspricht, so daß eine gute Folie mit geeigneter Dicke erhalten werden kann.
In diesem Fall ist die Herstellungsvorrichtung so eingestellt, daß das Abkühlen und Aushärten bei einem vom konischen Kernelement 63 zu formenden dünnwandigen Schlauch am zylindrischen Abschnitt 81 des konischen Kernelements 63 beginnen kann, so daß ein Schlauch mit einem niedrigen Wärmeschrumpfungskoeffizienten erhalten werden kann. Eine solche Einstellung des Beginns des Abkühlens und Aushärtens am zylindrischen Abschnitt 81 ist durch geeignete Wahl der Extrusionsgeschwindigkeit der Form 62, des Abstands zwischen dem konischen Abschnitt 80 des konischen Kernelements 63 und der Innenform 70 oder der Stelle, an der die Abkühlung durch Luft oder Wasser stattfindet, möglich.
Der in dieser Weise diametral aufgeweitete dünnwandige Schlauch wird dann in einem Kühlbehälter gekühlt und danach von einer Aufnahmeeinheit aufgenommen. Die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit ist so eingestellt, daß sie um das 3-fache, vorzugsweise um das 1,1- bis 2-fache, niedriger ist als die Extrusionsgeschwindigkeit der geschmolzenen Substanz des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, so daß der extrudierte Gegenstand nicht durchhängt und der Formungsvorgang problemlos erfolgt; außerdem kann so ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht erhalten werden, der in Längsrichtung einen niedrigen Wärmeschrumpfungskoeffizienten aufweist.
Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, der von der Aufnahmeeinheit aufgenommen und geformt wird, kann durch eine Schere auf die erforderliche Länge zugeschnitten werden. Bei der Schere kann es sich um übliche Vorrichtung, z.B. um eine Maschinenschere handeln, die mit einem kreis- oder blattförmigen Sägeblatt arbeitet.
Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerdem abschnittsweise abgelängt und zu einer Folie abgewickelt werden, die dann in Streifen oder Bänder geschnitten und in Richtung des Materialflusses gedehnt wird, so daß sie als Trägerfäden für dehnbares Garn verwendet werden können.

BEISPIELE

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit Beispielen und Vergleichsbeispielen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf die Beispiele beschränkt, sofern nicht der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung überschritten wird.

Beispiel 1:

Es wurden Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung einer Vorrichtung hergestellt, die den gleichen Aufbau hat wie die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen eines Schrumpfschlauchs; die technischen Daten der Komponenten lauten wie folgt:

Extruder:

Außendurchmesser der Schnecke 30 mm ∅
Nutzlänge (L/D) der Schnecke 22
Steigung 18 mm
Kompressionsverhältnis der Schnecke 1,8

Form:

Länge der Form 750 mm
Innendurchmesser der Außenform am Formausgang 20 mm ∅
Nutzlänge (L/D) der Form 37,5
Außendurchmesser der Innenform 15 mm ∅
Mit dem Ende der Innenform verbundener konischer Kern:
integral aus Aluminium geformter konischer und zylindrischer Abschnitt mit Teflon -beschichteter Oberfläche.
Konischer Abschnitt max. Durchmesser 26 mm ∅
Länge 50 mm
zylindrischer Abschnitt Außendurchmesser 26 mm ∅
Länge 80 mm
Die Vorrichtung enthält außerdem einen Luftring zum Kühlen einer Rohform aus Harz, einen Kühlwasserbehälter, eine Aufnahmeeinheit des Rollentyps und eine Schlauch-Maschinenschere.
Die Vorrichtung wurde mit pulverförmigem Polyethylen-Harz mit ultrahohem Molekulargewicht ([η] : von 15,1 dl/g, Schmelzpunkt: 136ºC, spez. Gewicht: 0,43 g/cm³) (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX MILLION 240M) beschickt, und die Temperaturen des Kühlwasserzylinders (C&sub1;) und des Heizzylinders, der in drei Zonen (C&sub2;, C3 und C4) unterteilt wurde, wurden auf 20ºC, 290ºC, 330ºC bzw. 330ºC eingeregelt. Des weiteren wurden die Temperaturen der Form, die in drei Zonen (D&sub1;, D&sub2; und D&sub3;) unterteilt wurde, auf 230ºC, 180ºC bzw. 170ºC eingeregelt. Unter diesen Bedingungen wurde das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bei einer Schneckendrehzahl von 12 U/min und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 18 cm/min zu einer Rohform extrudiert. Am Ausgang der Form wurde der extrudierte ungefähr zylindrische Gegenstand in Extrusionsrichtung mittels eines Messers geschnitten und durch einen Kühlwasserbehälter geführt. Danach wurde der extrudierte Gegenstand in eine Aufnahmeeinheit des Rollentyps eingeführt, deren Walzen sich mit einer Geschwindigkeitkeit von 30 cm/min drehten. Danach wurde die Schnittoperation des Messers beendet, und der Durchmesser des extrudierten Gegenstands wurde mittels des konischen Abschnitts des konischen Kerns aufgeweitet, und Kühlluft wurde aus dem Luftring gegen den extrudierten Gegenstand geblasen. Die Kühlluftmenge wurde so eingeregelt, daß das Abkühlen und Aushärten des extrudierten Gegenstands in einem Zwischenbereich des konischen Abschnitts beginnen konnte. Auf diese Weise wurden Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 27,0 mm, einem Innendurchmesser von 25,5 mm und einem Expansionsverhältnis von 1,7 (Verhältnis Innendurchmesser) hergestellt.
Die Wärmeschrumpfungskoeffizienten der Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht wurden durch die folgende Methode gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.

Messung des Wärmeschrumpfungskoeffizienten

Jede Probe wurde in einem Flammofen eine Stunde lang auf 140ºC gehalten, und nach Ablauf von 24 Stunden bei 23ºC wurde der Schrumpfungskoeffizient am Innendurchmesser in diametraler Richtung gemessen und als Index für einen Koeffizienten der Wärmeschrumpfung festgelegt.
Wärmeschrumpfungskoeffizient (%) = {(Abmessung vor dem Erwärmen - Abmessung nach dem Erwärmen)/Abmessung vor dem Erwärmen} x 100

Beispiel 2

Schrumpfschläuche mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 44,9 mm und einem Innendurchmesser von 44 mm wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein anderer konischer Kern mit einem Außendurchmesser von 45 mm (Expansionsverhältnis 3) verwendet wurde; die Wärmeschrumpfungskoeffizienten wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 1

Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 17,7 mm und einem Innendurchmesser von 14,0 mm (Expansionsverhältnis 0,93) wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein konischer Kern verwendet wurde und die Aufnahmegeschwindigkeit anders auf 20 cm/min eingestellt wurde; die Wärmeschrumpfungskoeffizienten wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 2

Das Formen von Schrumpfschläuchen wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 versucht, mit der Ausnahme, daß pulverförmiges Polyethylen-Harz mit einer Strukturviskosität [η] von 3,5 dl/g, einer Dichte von 0,950 g/cm³ und einem spezifischen Gewicht von 0,38 g/cm³ (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX MILLION 8000FP) verwendet wurde, und die Heiztemperaturen der Zonen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C4 des Extruders auf 20ºC, 210ºC, 230ºC bzw. 230ºC eingeregelt wurden. Da jedoch das Harz zusammen mit der Innenform rotierte, war es schwierig, geformte Gegenstände herzustellen, und folglich wurden keine Schrumpfschläuche hergestellt. Tabelle 1

Beispiel 3:

Es wurden Folien aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung einer Vorrichtung hergestellt, die einen Aufbau wie in Fig. 5 dargestellt und einen Schneckenextruder hat, dessen verschiedene Abschnitte folgende technischen Daten aufweisen:
Außendurchmesser der Schnecke 30 mm ∅
Nutzlänge (L/D) der Schnecke 22
Steigung 18 mm (fest)
Kompressionsverhältnis der Schnecke 1,8
Form, deren verschiedene Abschnitte folgende technische Daten aufweisen:
Länge der Schlauchform 750 mm
Innendurchmesser der Außenform am Formausgang 20 mm ∅
Nutzlänge (L/D) der Form 37,5
Außendurchmesser der Innenform 15 mm ∅
Ein mit einem Ende der Innenform verbundener konischer Kern mit einem in einem Winkel von 15/100 (11,7º) relativ zum Schaft zunehmenden Durchmesser, mit einem maximalen Außendurchmesser von 60 mm und einer Länge von 110 mm und einem zylindrischen Abschnitt mit einem Außendurchmesser von 60 mm und einer Länge von 200 mm und einer auf einer Oberfläche aufgebrachten Fluorkohlenstoff-Harzbeschichtung; ein Kühlwasserbehälter, eine Aufnahmeeinheit des Rollentyps mit vier Paaren Gummiwalzen mit einem Außendurchmesser von 150 mm und einer Breite von 65 mm und eine Aufnahmeeinheit.
Die Herstellungsvorrichtung wurde mit pulverförmigem Polyethylen-Harz mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturvisikosität [η] von 15,4 dl/g, einem Schmelzpunkt von 136ºC und einem spez. Gewicht von 0,43 g/cm³ beschickt, und die voreingestellten Temperaturen eines Kühlwasserzylinders (C&sub1;) und des Heizzylinders, der in drei Zonen (C&sub2;, C&sub3; und C&sub4;) unterteilt wurde, wurden auf 20ºC, 290ºC, 335ºC bzw. 335ºC, eingeregelt. Des weiteren wurden die voreingestellten Temperaturen in drei Zonen (D&sub1;, D&sub2; und D&sub3;) der Form auf 230ºC, 180ºC bzw. 168ºC eingeregelt. Unter diesen Bedingungen wurde das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Schmelzen und Verkneten bei einer Schneckendrehzahl von 10 U/min und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 15 cm/min zu einem ungefähr zylindrischen Gegenstand extrudiert. Der extrudierte ungefähr zylindrische Gegenstand wurde mittels eines am Ausgang der Form angeordneten Messers geschnitten und durch den Kühlwasserbehälter geführt. Danach wurde der roh geformte Gegenstand in eine Aufnahmeeinheit des Rollentyps eingeführt, deren 4 Paare Gummiwalzen sich mit einer Geschwindigkeitkeit von 20 cm/min drehten. Danach wurde die Schnittoperation des extrudierten Gegenstand beendet, und der Durchmesser des extrudierten Gegenstands wurde mittels des konischen Abschnitts des konischen Kerns zu einem Schlauchprofil aufgeweitet. Danach wurde der auf diese Weise diametral aufgeweitete extrudierte Gegenstand mit einem Abschnitt desselben mit einer Länge von 200 mm von einem Ende des zylindrischen Abschnitts vorwärts in den Kühlwasserbehälter transportiert, so daß der extrudierte Gegenstand im Schlauchprofil am zylindrischen Abschnitt des konischen Kerns abgekühlt und ausgehärtet werden kann. Die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit wurde auf 2 m/min eingeregelt. Folglich wurden Folien aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Dicke von 55 µm und frei von Faltmarken an beiden Ecken erhalten.
Die Folien aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht wurden einem Zugversuch unterworfen, und die Wärmeschrumpfungskoeffizienten wurden entsprechend dem folgenden Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.

Zugversuch

Die Zugfestigkeit bis zur Bruchlast (TS: kg/cm²) und die Verlängerung (EL: %) der Probe wurden in Längsrichtung (MD) und in Querrichtung (TD) unter folgenden Prüfbedingungen gemessen:
Probenform JIS K6781
Einspannabstand 86 mm
Dehngeschwindigkeit 200 mm/min
Temperatur 23ºC

Wärmeschrumpfungskoeffizient

Die Probe wurde in einem Flammofen eine Stunde lang auf 130ºC gehalten, und nach Ablauf von 24 Stunden bei 23ºC wurden die Wärmeschrumpfungskoeffizienten sowohl in Längsrichtung (MD) als auch in Querrichtung (TD) entsprechend dem folgenden Ausdruck bestimmt:
Wärmeschrumpfungskoeffizient (%) = {(Abmessung vor dem Erwärmen - Abmessung nach dem Erwärmen)/Abmessung vor dem Erwärmen} x 100

Beispiel 4

Folien aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Dicke von 58 µm und frei von Faltmarken an beiden Ecken wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein anderer konischer Kern mit einem konischen Abschnitt, dessen maximaler Außendurchmesser 75 mm betrug, verwendet wurde, die Walzen der Aufnahmeeinheit eine Breite von 90 mm hatten und die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit auf 1,5 mm/min eingestellt war; sie wurden einem Zugversuch unterworfen, und die Wärmeschrumpfungskoeffizienten wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 3

Folien aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Dicke von 40 µm und frei von Faltmarken an beiden Ecken wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein anderer konischer Kern mit einem konischen Abschnitt, dessen maximaler Außendurchmesser 40 mm betrug, und eine andere Aufnahmeeinheit, deren Walzen eine Breite von 50 mm hatten und deren Aufnahmegeschwindigkeit auf 4 m/min eingestellt war, verwendet wurden; sie wurden einem Zugversuch unterworfen, und die Wärmeschrumpfungskoeffizienten wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 4

Die Herstellung von Polyethylenfolien wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 3 versucht, mit der Ausnahme, daß anstelle des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht pulverförmiges Allzweck-Polyethylen-Harz mit einer Strukturviskosität [η] von 3,5 dl/g, einer Dichte von 0,950 g/cm³ und einem spezifischen Gewicht von 0,38 g/cm³ (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX MILLION 8000FP) verwendet wurde, und die Heiztemperaturen des Kühlwasserzylinders (C&sub1;) sowie die drei Zonen (C&sub2;, C&sub3; und C&sub4;) des Heizzylinders des Extruders auf 20ºC, 210ºC, 230ºC bzw. 230ºC eingeregelt wurden. Da jedoch eine Rohform in Form eines Schlauchs aufgrund der niedrigen Schmelzviskosität des Harzes mit der Drehung der Innenform rotierte, wurden keine Folien hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 6

Die Herstellung von Polyethylenfolien wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 3 versucht, mit der Ausnahme, daß eine Aufnahmeeinheit verwendet wurde, deren Walzen eine Breite von 45 mm hatten. Die Aufnahmekraft konnte jedoch den Reibwiderstand bei diametraler Aufweitung einer Rohrform durch den konischen Kern nicht überwinden und folglich wurden keine Folien hergestellt. Tabelle 2

Beispiel 5:

Es wurden dünnwandige Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung einer Vorrichtung hergestellt, die den gleichen Aufbau hat wie die in Fig. 2 und 9 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen eines dünnen Schlauchs; die technischen Daten der Komponenten lauten wie folgt:

Extruder:

Form:

Länge der Form 750 mm
Innendurchmesser der Außenform am Formausgang 20 mm ∅
Nutzlänge (L/D) der Form 37,5
Außendurchmesser der Innenform 15 mm ∅
Konischer Kern gemäß Fig. 10, verbunden mit dem Ende der Innenform, mit
im Winkel von 14/100 (8º) diametral relativ zum Schaft aufgeweitetem konischem Abschnitt mit Teflon -beschichteter Oberfläche. Eine Teflon -Folie mit 1 mm Dicke wird als Wärmeisoliermaterial zwischen den konischen und den zylindrischen Abschnitt gehalten.
Konischer Abschnitt max. Durchmesser 26 mm ∅
Länge 50 mm
zylindrischer Abschnitt Außendurchmesser 26 mm ∅
Länge 150 mm
Die Vorrichtung enthält außerdem einen Kühlwasserbehälter, eine Aufnahmeeinheit des Rollentyps und eine Schlauch- Maschinenschere.
Die Vorrichtung wurde mit pulverförmigem Polyethylen-Harz mit ultrahohem Molekulargewicht ([η] : von 15,4 dl/g, Schmelzpunkt: 136ºC, spez. Gewicht: 0,43 g/cm³) (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX MILLION 240M) beschickt, und die Temperaturen des Kühlwasserzylinders (C&sub1;) und des Heizzylinders, der in drei Zonen (C&sub2;, C&sub3; und C&sub4;) unterteilt wurde, wurden auf 20ºC, 290ºC, 330ºC bzw. 330ºC eingeregelt. Des weiteren wurden die Temperaturen der Form, die in drei Zonen (D&sub1;, D&sub2; und D&sub3;) unterteilt wurde, auf 230ºC, 180ºC bzw. 170ºC eingeregelt.
Unter diesen Bedingungen wurde das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bei einer Schneckendrehzahl von 20 U/min und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 30 cm/min zu einem extrudierten Gegenstand extrudiert. Am Ausgang der Form wurde der extrudierte zylindrische Gegenstand in Extrusionsrichtung mittels eines Messers geschnitten und durch den Kühlwasserbehälter geführt. Danach wurde die Rohform in die Aufnahmeeinheit des Rollentyps eingeführt, deren Walzen sich mit einer Geschwindigkeitkeit von 40 cm/min drehten. Danach wurde die Schnittoperation des Messers beendet, und der Durchmesser des extrudierten Gegenstands wurde mittels des konischen Abschnitts des konischen Kerns aufgeweitet. Danach wurde der auf diese Weise diametral aufgeweitete extrudierte Gegenstand mit einem Abschnitt desselben mit einer Länge von 100 mm von einem Ende des zylindrischen Abschnitts vorwärts in den Kühlwasserbehälter transportiert. Auf diese Weise wurden dünnwandige Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 27,8 mm und einem Innendurchmesser von 25,6 mm erhalten.
Die Wärmeschrumpfungskoeffizienten und die Oberflächenrauheit der dünnwandigen Schrumpfschläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht wurden nach der folgenden Methode gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Messung des Wärmeschrumpfungskoeffizienten

Jede Probe wurde in einem Flammofen eine Stunde lang auf 100ºC gehalten, und nach Ablauf von 24 Stunden bei 23ºC wurde der Schrumpfungskoeffizient am Innendurchmesser in diametraler Richtung gemessen und als Index für einen Koeffizienten der Wärmeschrumpfung festgelegt.
Wärmeschrumpfungskoeffizient (%) = {(Abmessung vor dem Erwärmen - Abmessung nach dem Erwärmen)/Abmessung vor dem Erwärmen} x 100

Oberflächenrauheit

Die Oberflächenrauheit der Innen- und Außendurchmesser jedes dünnwandigen Schlauchs wurden gemäß JISB0601 gemessen.
Ra: Mittenrauhwert (µm)
Rmax: maximale Rauhtiefe (µm)

Beispiel 6

Dünnwandige Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 45,7 mm und einem Innendurchmesser von 44,5 mm wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein konischer Kern mit einem Außendurchmesser von 45 mm verwendet wurde; ihre Wärmeschrumpfungskoeffizienten und Oberflächenrauheit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Beispiel 7

Dünnwandige Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, einem Außendurchmesser von 45,5 mm und einem Innendurchmesser von 44,2 mm wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein konischer Kern mit einem Außendurchmesser von 45 mm verwendet und der extrudierte Gegenstand mit einem Abschnitt im Abstand von 120 mm zum Ende des zylindrischen Abschnitts des konischen Kerns in einen Kühlwasserbehälter transportiert wurde, so daß sich der Punkt des Abkühlens und Aushärtens des roh geformten Gegenstands am konischen Abschnitt befand; ihre Wärmeschrumpfungskoeffizienten und Oberflächenrauheit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 7

Schläuche aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem Außendurchmesser von 18,1 mm und einem Innendurchmesser von 14,3 mm wurden unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen des Beispiels 5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein konischer Kern verwendet und die Aufnahmegeschwindigkeit mit 35 cm/min anders eingestellt wurde; die Wärmeschrumpfungskoeffizienten und Oberflächenrauheit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Vergleichsbeispiel 8

Das Formen von dünnwandigen Schläuchen wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 5 versucht, mit der Ausnahme, daß als Rohmaterial pulverförmiges Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Strukturviskosität [η] von 3,5 dl/g, einer Dichte von 0,950 g/cm³ und einem spezifischen Gewicht von 0,38 g/cm³ (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX MILLION 8000FP) verwendet wurde, und die Heiztemperaturen der Zonen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4; des Extruders auf 20ºC, 210ºC, 230ºC bzw. 230ºC eingeregelt wurden. Da jedoch das geschmolzene Harz zusammen mit der Drehung der Innenform rotierte, war es schwierig, roh geformte Gegenstände herzustellen, und folglich wurden keine Schrumpfschläuche hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle aufgelistet. Tabelle 3
Da ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßige Dicke hat und frei von Faltmarken ist, wenn eine Walze, ein Rohr, ein Stahlrohr oder dgl. mit diesem dünnwandigen Schlauch zu umhüllen ist, kann ein Überzug hoher Genauigkeit erzielt werden.
Des weiteren haben ein Verfahren und eine Herstellungsvorrichtung zum Herstellen des obenbeschriebenen dünnwandigen Schlauchs mit hoher Effizienz große Vorteile in der industriellen Praxis.
Ein Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist dick und gestattet die Fertigbearbeitung mittels einer Drehmaschine oder dgl. und hat außerdem im Vergleich zu einem Schrumpfschlauch, der nach einem herkömmlichen Verfahren der Blasfolienextrusion erhalten wird, einen niedrigen Schrumpfungskoeffizienten in Längsrichtung. Demzufolge ist die Umhüllungswirksamkeit hoch, und die Umhüllung läßt sich in wirtschaftlicher Weise erhalten. Da sich das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht außerdem durch hervorragende Abriebfestigkeit, Selbstschmierungseigenschaften und Beständigkeit gegenüber Chemikalien, insbesondere durch hohe Abriebfestigkeit gegenüber Fluorkohlenstoff-Harzen auszeichnet, ist der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung hinsichtlich seiner Dauerhaftigkeit überlegen. Demzufolge kann der Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise als Schrumpfschlauch zum Umhüllen verschiedener Walzen, Rohre, Stahlrohre usw. verwendet werden.
Des weiteren kann durch ein Herstellungsverfahren für einen Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung der obenbeschriebene Schrumpfschlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in effizienter Weise hergestellt werden.
Des weiteren kann eine Vorrichtung zum Herstellen des Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise für das Verfahren zum Herstellen des obenbeschriebenen Schrumpfschlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht angewendet werden.
Gemäß einem Herstellungsverfahren für eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung kann eine Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht erhalten werden, die sich für eine Anwendung eignet, in der ein hohes Maß an Maßgenauigkeit erforderlich ist, da sie im Vergleich zu einer nach einem herkömmlichen Verfahren der Blasfolienextrusion erhaltenen Folie eine gleichmäßige Dicke hat und frei ist von Faltmarken an beiden Ecken. Da sich das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht außerdem durch hervorragende Abriebfestigkeit, Selbstschmierungseigenschaften und Beständigkeit gegenüber Chemikalien, insbesondere durch hohe Abriebfestigkeit gegenüber Fluorkohlenstoff-Harzen auszeichnet, ist die Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit überlegen. Demzufolge kann die Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise als Schrumpfschlauch zum Umhüllen verschiedener Walzen, Rohre, Stahlrohre usw. verwendet werden.
Des weiteren kann eine Vorrichtung zum Herstellen der Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise für das Verfahren zum Herstellen der obenbeschriebenen Folie aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht angewendet werden.
Ein dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der vorliegenden Erfindung hat ein Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke von 10 oder darüber und eine geringe Wärmeschrumpfung im Vergleich zu einem herkömmlichen dünnwandigen Schlauch. Der dünnwandige Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht eignet sich als Transportschlauch für Pulver, indem er sich die Abriebfestigkeit, die Selbstschmierungseigenschaften und die chemische Beständigkeit zunutze macht, die für Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht typisch sind, und kann außerdem in geeigneter Weise als rohrförmige Umhüllung für eine Walze, ein Rohr oder ein Stahlrohr, oder als Umhüllung einer Führungsschiene für eine Förderstrecke oder dgl. verwendet werden.
Des weiteren kann ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung einen dünnen Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit hoher Effizienz herstellen.
Des weiteren kann eine Vorrichtung zum Herstellen eines dünnen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise für das Verfahren zum Herstellen des obenbeschriebenen dünnen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht verwendet werden.

Claims

1. Dünnwandiger Schlauch aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, hergestellt aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität (η) von 5,0 dl/g oder mehr, von gleichförmiger Dicke, und welcher nach einem Härten ohne Faltmarke ist.

2. Dünnwandiger Schlauch nach Anspruch 1, der ein Schrumpfschlauch ist, mit einem Außendurchmesser (D1) von 10 mm oder mehr und einer Dicke (t1) von 0,2 mm oder mehr, mit einem Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke (D1/t1) von 10 oder höher und mit einem Schrumpfkoefflzienten von 20% oder mehr in Durchmesserrichtung bei 140ºC.

3. Schlauch nach Anspruch 1 mit einem Außendurchmesser (D2) von 10 mm oder mehr und einer Dicke (t2) von 0,2 mm oder mehr, vorzugsweise 0,5 mm oder mehr, mit einem Verhältnis von Außendurchmesser zu Dicke (D2/t2) von mehr als 10 und mit einem Schrumpfungskoeffizienten von 5% oder weniger in Durchmesserrichtung bei 100ºC.

4. Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs, das die Schritte umfaßt:

Harz in einen Schneckenextruder (1, 31) einzuführen und das Harz zu schmelzen und zu kneten,

die geschmolzene Harzsubstanz kontinuierlich aus einer Form (2, 32, 62) zu extrudieren, die mit dem Schneckenextruder verbunden ist und eine innere Form (9, 40, 70) umfaßt, die mit einer Schnecke (5, 36, 66) des Schneckenextruders verbunden ist und gemeinsam mit dieser rotierend bewegt wird und innerhalb einer äußeren Form (10, 41, 71) angeordnet ist, um einen zylindrischen extrudierten Gegenstand zu bilden, und

den Durchmesser des zylindrischen extrudierten Gegenstand mittels eines konischen Kerns (3, 33, 63), der mit der inneren Form verbunden ist, zu erweitern, um den Schlauch herzustellen,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Harz Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Strukturviskosität (η) von 5,0 dl/g oder mehr ist,

die Form ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens 10 aufweist und

der Kern gegenüber der inneren Form rotierbar ist, so daß er feststehend bleiben kann, während die Schnecke und die innere Form rotieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, in dem der konische Kern (3, 33, 63) einen zylindrischen Abschnitt (19, 50, 81) umfaßt, der in einen konischen Abschnitt (18, 45, 80) übergeht.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, das ferner den Schritt umfaßt, zu veranlassen, daß die Abkühlung des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zur Härtung bei dem konischen Kern (3, 33, 63) beginnt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, in dem der dünnwandige Schlauch ein Schrumpfschlauch und der Außendurchmesser des sich in Durchmesserrichtung maximal ausdehnenden Bereichs des konischen Kerns (3) das 1,2- bis 3,0-fache des Außendurchmessers der inneren Form (9) ist, und welches ferner die Schritte umfaßt:

den extrudierten Gegenstand mit einer Aufnahmegeschwindigkeit aufzunehmen, die geringer als die fünffache Extrusionsgeschwindigkeit an dem Schneckenextruder (1) ist und

zu veranlassen, daß die Abkühlung des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zur Härtung an dem konischen Abschnitt (18) des konischen Kerns (3) beginnt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, in dem der Schlauch ein Film und der Außendurchmesser des sich maximal in Durchmesserrichtung ausdehnenden Abschnitts des konischen Kerns (33) der drei- oder mehrfache Außendurchmesser der inneren Form (40) ist und das ferner den Schritt umfaßt,

den extrudierten Gegenstand mit einer Aufnahmegeschwindigkeit aufzunehmen, die der dreifachen oder noch höheren Geschwindigkeit der Extrusion der geschmolzenen Substanz des Po- lyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht an dem Schneckenextruder (36) entspricht.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, in dem der Außendurchmesser des sich in Durchmesserrichtung maximal ausdehnenden Abschnitts des konischen Kerns (63) das 1,2- bis 3,0-fache des Außendurchmessers der inneren Form (70) ist und welches ferner die Schritte umfaßt,

den extrudierten Gegenstand mit einer Aufnahmegeschwindigkeit aufzunehmen, die der dreifachen oder weniger als dreifachen Extrusionsgeschwindigkeit des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht an dem Schneckenextruder entspricht, und

zu veranlassen, daß die Abkühlung des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zur Härtung an dem zylindrischen Abschnitt (81) des konischen Kerns (63) beginnt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, das ferner den Schritt umfaßt, den Schlauch zwischen Walzen mit einer Breite von 50% bis 80% der gefalteten Breite des Schlauchs zu walzen, um ihn flach zu machen, ohne Randfaltmarken zu erzeugen.

11. Vorrichtung zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, welche umfaßt:

einen Extruder (1, 31), umfassend einen Zylinder (7, 38, 63) und eine Schnecke (5, 36, 66), die in diesen Zylinder eingesetzt ist,

eine Form (2, 32, 62), die eine innere Form (9, 40, 70), die mit einem Ende der Schnekke (5, 36, 66) verbunden ist und gemeinsam mit der Rotation der Schnecke rotierend bewegt wird, und eine äußere Form (10, 41, 71), die mit dem Zylinder verbunden ist, umfaßt, und

einen konischen Kern (3, 33, 63), der einen konischen Abschnitt (18, 45, 80) umfaßt, der einen zunehmenden Durchmesser in einer Abwärtsrichtung und einen maximalen Außendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser der inneren Form, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Form (2, 32, 62) ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens 10 hat,

der konische Kern (3, 33, 63) an einem Schaft (16, 47, 77) angebracht ist, der mit einem Ende der inneren Form (9, 40, 70) verbunden ist und der gemeinsam mit einer Rotation der inneren Form rotiert,und wobei der Kern relativ zu dem Schaft rotieren kann, so daß dieser bei Verwendung feststehend bleiben kann, während die Schnecke und die innere Form rotieren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, in der der konische Kern (3, 33, 63) ferner einen zylindrischen Abschnitt (19, 50, 80) umfaßt, der in den konischen Abschnitt (18, 45, 80) übergeht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, in der der Zylinder ein gerillter Zylinder (7, 38, 63) ist und der Extruder (1, 31) ein Kompressionsverhältnis von 1 bis 2,5 hat.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der dünnwandige Schlauch ein Schrumpfschlauch ist und der maximale Außendurchmesser des konischen Abschnitts (18) der 1,2- bis 3,0-fache Durchmesser der inneren Form (9) ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schlauch ein Film ist und der konische Abschnitt (45) ein Formelement ist, dessen Durchmesser mit einem Winkel von 5 bis 50 Grad dergestalt zunimmt, daß der maximale Außendurchmesser desselben das drei- oder mehrfache des Durchmessers der inneren Form (40) ist, und die Vorrichtung ferner eine Aufhahmeeinheit (34) umfaßt, die Walzen (51) mit einer Breite von 50% bis 80% einer gefalteten Breite eines durch den konischen Kern (33) gebildeten Films aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, in der der Durchmesser des konischen Abschnitts (80) mit einem Winkel von 5 bis 50 Grad dergestalt zunimmt, daß der maximale Außendurchmesser desselben das 1,2- bis 3,0-fache des Durchmessers der inneren Form (70) ist, und die Vorrichtung ferner ein Wärmeisoliermaterial umfaßt, das zwischen dem zylindrischen Abschnitt (81) und dem konischen Abschnitt (80) angeordnet ist.