179976. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szigetelt vezeték folyamatos előállítására
3 179976 4 egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban ismertetettek szerint túlnyomásos közömbös gáz atmoszférában a kikeményítendő terméket sugárzó hő hatásának teszik ki. A 3 645 656 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetettek szerint szigetelt vezetékek és kábelek folyamatos kikeményítésére hőátadó közegként túlnyomásos nitrogéngázt alkalmaznak, míg más szabadalmi leírások, például a 2 952 870 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás a gyorsabb folyamatos kikeményítés végrehajtására alkalmas berendezések bonyolult voltát mutatják be. A kikeményítés folyamatának javításával szakirodalmi közlemények, például az R. T. Vanderbilt Rubber Handbook c. könyv 1958-ban megjelent kiadásának 402. oldalától kezdődően vagy Gregory, C. H. „The Continuous Vulcanization of Solid and Cellular Profiles” c. cikkében (megjelent a Rubber Journal 1966. évi szeptemberi számának 66—74. oldalain) is foglalkozik, számos különböző megoldást és módszert — beleértve a hevített gázoknak nagy sebességgel való keringtetését kemencékben — ismertetve. Az IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS—94 (2). 467—472 (1975) szakirodalmi helyen polietilén kábelek esetén meleg inert gáz és meleg gőz alkalmazását ismertetik a kikeményítés céljára. A 2 207 944 számú francia szabadalmi leírásunk szerint a kikeményítendő polimer kompozíciót olyan gázzal, például nitrogénnel kezeljük, amelynek hőmérséklete legalább mintegy 260 °C, sebessége legalább mintegy 914 m/perc és nyomása legalább mintegy 3,0 atm. A fentiekben ismertetett módszerek egyike sem képes azonban megoldani kielégítő gazdaságossággal és költségekkel a szigetelt vezetékek folyamatos előállításánál a kielégítő ki kemény ítést, vagyis még a legutoljára említett 2 207 944 francia szabadalmi leírásban ismertetett megoldás esetén is a kikeményítési idők túl hosszúak, így a kikeményítési lépés a folyamatos vezetékgyártás szűk keresztmetszetét jelenti a technika állása szerint ismertté vált valamennyi megoldás esetében. Kísérleteket végeztünk a kikeményítéshez szükséges idő további csökkentése céljából, és felismertük, hogy ez a cél biztosítható, ha hőre keményedő polimer kompozícióval bevont vezetéket a hőkezelő kamrán át 15—122 m/perc sebességgel mozgatjuk és a kamrában legalább 216 °C-ra felmelegített, fokozatosan 3658 m/perc sebességre felgyorsított, 3—14 nyomású hidrogéngázzal kezeljük. Az említett paraméterek betartása mellett feltételezhetően a nitrogéngáz a vezeték bevonására szolgáló polimer kompozíció felületén a levegőből vagy más gázból kialakuló hőszigetelő sztatikus határrétegbe behatol és/vagy ezt a határréteget megszünteti. Ennek a határrétegnek a kialakulásában döntő szerepet játszanak az örvényáramok, amelyek közepes gázsebességek esetén alakulnak ki. Más szavakkal, a fentiekben említett paraméterek betartásával a nitrogéngáz olyan eredményesen közöl hőt a kikeményítendő tárgy felületével, hogy közben a tárgy, azaz a vezeték felülete és a hőközlő nitrogéngáz között megszűnik a közbenső levegő- vagy más gázréteg, amely egyébként közbenső hőszigetelő párnaként hatna, elzárva a kikeményítendő polimer kompozíció felületét és ezáltal gátolva a nitrogéngáz által szállított hő átadását. Az 1—5. ábrákon mutatjuk be a találmány szerinti eljárás végrehajtásakor a nitrógéngáz áramlási sebessége és a hőközlés ideje, illetve a hőmodulus közötti összefüggést. A 6. ábra összehasonlítási célokat szolgál, mégpedig a 2 207 944 számú francia szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál a gázsebesség és a kikeményítési idő közötti összefüggést ábrázolja. A 6. és az 1. ábra összevetéséből látható, hogy 1830 m/perc állandó gázsebességnél és 316 °C-on a kikeméhyedési idő a technika állása szerinti eljárásnál 13 másodperc, addig a találmány szerinti eljárásnál az 1830 m/perc gázsebességet fokozatosan elérve és a vezetéket a kamrában mozgatva a hőkezelés ideje 4,6 másodperc. A találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósítása során a hőkezelésre szolgáló nitrogéngáz hőmérsékletét célszerűen legalább 232 °C-ra, előnyösen legalább 316 °C-ra és különösen előnyösen 538 rC-ra állítjuk be a szigetelt vezetékek bevonó anyagaként szokásosan használt polimer kompozíciók legkedvezőbb kikeményítési fokának biztosítása céljából. A hőkezelésre szolgáló nitrogéngáz hőmérsékletét és/vagy az ilyen hőmérsékletű gázban való tartózkodás idejét úgy állítjuk be, hogy a kikeményítendő polimer kompozíció minőségétől függően a kikeményítéshez szükséges hőmérsékletértéket elérjük a polimer kompozíció teljes tömegén belül és ezáltal a hőhatásra végbemenő kikeményítést gyorsan biztosítsuk anélkül, hogy felületi vagy helyi túlmelegedés és bomlás következne be, ami gyakori veszély bizonyos polimer kompozíciók, például halogéntartalmú polimer kompozíciók esetén, így például célszerű lehet bizonyos halogén tartalmú polimerek, például poli-(vinil-klorid) esetén olyan alacsony nítrogéngáz-hőmérséklet alkalmazása, mint a 218 °C, mégpedig abból a célból, hogy ilyen polimereknek hő hatására bekövetkező romlását meg lehessen előzni, illetve a lehető legkisebb mértékűre lehessen csökkenteni. A romlás ilyen esetekben magának a polimernek a bomlásában és/vagy következményképpen halogén vagy halogén-hidrogén bomlástermék, például hidrogén-klorid felszabadulásában jelentkezik. Áz utóbbi esetben korróziós hatás is jelentkezik. A magas hőmérsékletre különösen érzékeny polimerek esetétől eltekintve a nitrogéngáz hőmérsékletét tehát 260 °C-ra vagy előnyösen még magasabb értékekre állítjuk be a találmány elsődleges célja, a hő hatására bekövetkező kikeményedés végbemenetelének meggyorsítása céljából. A nitrogéngáz nyomása általában mérsékelten nagy, vagyis a legtöbb esetben csupán 3 atmoszféra. À legtöbb szokásos polimer kompozíció esetén 5 atmoszféra és Í4 atmoszféra közötti nyomású nitrogéngázzal pórusmentes és egyenletes kikeményített bevonatok képezhetők. A ki keményítendő polimer kompozíció felülete és a hőközlésre szolgáló nitrogéngáz közötti érintkezés idejének értelemszerűen elég hosszúnak kell lenni ahhoz, hogy a kompozíció teljes tömegén belül a hőmérséklet emelkedése kielégítő mértékű kikeményedésre adjon módot. így tehát ez az érintkezési idő függ egyrészt a nitrogéngáz sebességétől, hőmérsékletétől és nyomásától, másrészt a kikeményítendő polimer kompozíció sűrűségétől vagy tömegétől és a hőkezelésnek kitett felület nagyságától. A találmány értelmében biztosítható hőátadás hatékonysága és nagy sebessége és az ezáltal elérhető igen nagy kikeményítési teljesítmény különösen előnyösen alkalmazható folyamatos fröccsöntést vagy más mű5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
