[发明专利]用双轴拉伸制造塑料管的方法

说明书

本发明涉及的是一种制造塑料管的方法，根据这种类形的方法，在成型筒中，把管坯的温度升到其分子的取向温度附近，除了利用热膨胀以外，还利用在管子的一端形成一个鼓泡并控制这个鼓泡移动到管子的另一端以及利用纵向拉伸，而使管坯因径向膨胀而经受双轴向拉伸，其中成形筒的内径与所需要塑料管的直径相等。

这种方法能制造分子取向的塑料管，这种管子的力学特性得到改善。

GB-A-1,432,539讲述了这样一种形式的方法，但是它却难以用在长的管子上。实际上，在加压过程中，在许多地方经常同时开始胀大(形成鼓泡)并因而开始分子取向；这种难以控制的现象会在纵向上产生大的厚度变化，甚至会在两个膨胀前沿相遇处产生皱折。

US-A-4,098,857能在模子内部用一个紧裹着管坯的套筒来改善上面提到的双向方法。在操作开始时，此套筒约束着径向膨胀，然后逐渐取出此套筒，以便能让拉伸区域前进。

EP-B-0,072,064也使用了这样一个紧围着管坯的套筒，在制造过程中，把此套筒逐渐取出来，并提供了一个反压系统，用来调节套筒的轴向位移，套筒的一端(在拉伸时与管坯的壁相接触)上装有加宽截头圆锥形的环形活塞。管坯的这种纵向拉伸主要是通过套筒沿管子相对位移时在管子的横截面上的摩擦得到的。这种解决方案，的确能控制鼓泡的位移，但却产生摩擦力，来保证纵向拉伸；然而现在已经知道，精确控制两个运动部件之间的摩擦力是不容易的，以至于沿此管子的纵向拉伸可能会明显不同。此外，套筒相对于塑料管外表面的摩擦可能会在这个表面上产生外观缺陷。

EP-A-0,404,557的目的是提供了一种对管坯纵向拉伸的可靠控制，在上面提到的方法中就没有这种控制。管坯的与鼓泡最初生成的地方相对着的一端锁定在一个活塞中，此活塞向管坯上施加一拉伸力，使得不再需要管坯和套筒之间的摩擦来保证这样的拉伸力。按照EP-A-0,404,557所给出的方法因而可能在管子的整个长度上来改善纵向拉伸率的均匀性。

然而，为了能在条件好的情况下进行塑料管的拉伸，必须利用热的流体使管子升温到并保持在适当的温度上，这个温度接近其分子取向的温度，按照EP-A-0,404,557，这种热流体不仅在塑料管坯中循环，而且围绕着此套筒循环。这种绕着此套筒通过的热流体直接与成形筒的内表面相接触，因而使之保持在较高的温度上。

在径向膨胀的最后，按照EP-A-0,404,557所述，管坯的塑料与成形筒的热的内表面相接触，不会很快变硬，不出所料，即使是冷的流体在塑料管中循环也是如此。管子外层这种较慢的冷却，使得增加了成形周期的持续时间，并使此方法的生产率降低。

本发明的目的首先是提供一种方法，这种方法能克服这些缺点并能明显地改善其生产率。

按照本发明的这种方法其特征在于径向膨胀至少是在两个阶段进行的，也即：

第一阶段，在这个阶段管坯胀大到中间直径，此中间直径是由插入在成形筒中的双壁罩体所确定的，而在罩体的双壁之间有热的流体在循环，以及，接着把罩体逐渐地从成形筒中取出来，以便在第二阶段让塑料管径向膨胀到成形筒的内径，并让该管子纵向膨胀，而且成形筒是从外部冷却的。

带有内部的热流体循环的双层壁的罩体的存在使得能保持管坯的温度，避免了直接对成形筒内表面加热，依此，成形周期的持续时间减短了，生产率提高了。

按照本发明的另一个方面，这个方面可以独立使用或与上面的方面联合使用，本发明的目的是使管子在整个长度上的径向膨胀均匀，尽管这种膨胀很大。

更可取的是，本发明的目的同时也是提供一种方法，这种方法使得能在管子的一个端部做上一个套节，这个套节上有一个凹槽，用于接收一个密封垫圈，而同时保证在其整个长度上，包括在套节区域上，得到管子的厚度几乎不变。

此外，本发明的目的是提供一种方法，这种方法实践起来比较简单而且经济。

本发明的这另一方面是以增加内部压力而引起管坯的膨胀现象的分析和以对管子厚度中产生的实际应力的考虑为基础的。附图中的图1在横坐标上画出了塑料管受到内部压力(在分子取向温度附近)时以百分比表示的直径变化，内部压力的值画在纵坐标上，可以看出，直径的变化分为几个步骤：

-第一步，相应于基本是直线的上升部分，特点是随着内部压力的增加，管子的直径均匀增加到大约30％；

-第二步，在这一步中，壁中的应力通过最大值，然后很缓慢地下降，以便稳定在一恒值上，而这时直径却在增加：这就是鼓泡现象。

这种现象可能以第三步来结束，在第三步，壁中实际的应力值微微下降。