專利名稱：具有座的塑料管及提供具有座的塑料管的方法
技術領域：
本發(fā)明關于具有座的塑料管，該管包括一個本體部分和至少一個端座，端座至少具有兩層。
本發(fā)明還關于提供具有座的塑料管的方法，在該方法中塑料管本體部分的至少一端加熱和擴大，從而形成一個座。
座部通常是管子的最弱的部分，為了增強管座，芬蘭專利94902教導了一種技術方案其中在管座中產生一個不同于管子其余部分的取向。然而，這種強有力的取向材料并不總能適用于座的內層。例如在一些塑料中，溶化的膠可能在表面上引起應力裂紋，因此不能進行膠接。接著，芬蘭專利945107公開了一種座，該座包括擴大的管端和宜裝在內側的套。即使采用這種技術方案也常常不能充分改進套的特性。
本發(fā)明的目的在于提供一種塑料管和至少避免一些上述缺點的方法。
本發(fā)明的塑料管的特征在于；座的至少一層的取向不同于另一層的取向，該至少一層的取向不同于本體部分的取向。
本發(fā)明的方法的特征在于塑料管包括至少兩層，塑料管的端部擴大，從而提供具有座的塑料管，座的至少一層的取向不同于另一層的取向，該至少一層的取向不同于本體部分的取向。
本發(fā)明的基本概念是管子包括一個至少具有兩層的座，至少一層的取向不同于管子本體部分的取向。一個進一步的基本概念是座的至少一層的取向不同于座的另一層的取向。一個優(yōu)選實施例的概念是座由形成較粗的管部和安置在其中的套組成。管子可在不會基本改變其取向的溫度上擴大，座的取向不同于管的取向、或者管在改變其取向的溫度上擴大，座的取向不同于管的擴大部分的取向。理想的另一個優(yōu)選實施例是，座包括具有至少兩層的端部，該端部擴大，使座形成。例如，管層由不同材料制成，從而使它們的取向溫度不同。在管端擴大前，上述端部加熱到一個溫度，在該溫度上，在擴大期間至少一層材料產生取向，但在擴大期間至少一層材料不產生取向。另外，作為例子，不同層中的不同取向可通過僅加熱原料管的一個表面來取得。被加熱的表面達到這樣高的溫度，在該溫度上由拉伸產生的張力立即松弛，表面不會取向，而在內層較冷的表面產生取向。
一種優(yōu)選的結構由通過拉伸取向的材料獲得，然而該材料包含人造纖維。理想情況是座包括由纖維增強的兩層，其中反相的纖維方向與軸約呈50°角，并提供抗壓性能。第三層具有軸向增強物，該增強物與其它層相比，它的取向不同。在一根抗拉管中，僅在座部需要上述軸向層，在管中則不需要。最后，用熱塑性的無纖維的內外層來覆蓋整個結構。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是，座的機械強度象管的其余部分一樣，甚至更好。通過使座層設置不同的取向，例如至少一層取向不同，提供了軸向取向，使座非?？估瑥较蛉∠虻闹辽僖粚邮棺箟?。另一方面，至少一層可以取向，座的機械特性、還有絕緣特性得到改進，另外通過至少一層設置成不定向，使它具有良好的化學特性。
可以采用不同的方法來得到管和/或座的取向，例如通過拉伸或剪切(如在加工工具中轉動芯棒)來獲得分子取向，還可通過纖維增強的熱塑性塑料形成的管和/或座的層來獲得不同程度的取向。本發(fā)明僅關于自增強的熱塑性管和/或用人造纖維增強的熱塑性管。用連續(xù)的纖維增強的塑料管不包括在本發(fā)明內，因為這種管子不能由擴大而形成管座。而人造纖維在基體中滑移，使座擴大不會出現(xiàn)問題。
在本說明書中，術語“座”指的是管的端部，該端部通過擴大該管或在管外加一個套做成比管的其余部分粗。另外，術語“具有至少兩層的座”指的是座的至少一層是與管部分成整體的壁，套可以構成第二層，或者管和座兩者均具有至少兩層，使座的層和相應的管層成一整體，在此情況下，該術語指的是具有至少兩層的整個管座。
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明，其中

圖1a、1b和1c是說明本發(fā)明方法的各步驟的剖視圖2是本發(fā)明的第二種具有座的塑料管剖視圖，圖3是本發(fā)明的第三種具有座的塑料管部分剖視圖。
圖1a表示一個模子1，在其內側裝有三層的塑料管2。在模具1的座支撐件1a中裝有用以加熱塑料管2的端部的加熱裝置。在塑料管2的內側，裝有一根擴大芯棒4。擴大芯棒4是一個能使塑料管2機械地擴大的裝置。作為例子，擴大芯棒4可是橡膠制成的，在其中泵入空氣時它可以擴大，同時擴大了塑料管。擴大芯棒4用來擴大部分塑料管2，從而形成管座2e。該擴大芯棒4用來擴大塑料管2，從而使它如圖1b所示壓靠模具1的座支撐件1a。
塑料管2中的層2a～2c由不同材料制成，從而在不同的溫度上產生取向。作為例子，內層2a和外層2c可以是聚乙烯PE，中間的交聯(lián)層2b可以是聚乙烯PEX。加熱裝置3用于加熱塑料管2的端部，例如加熱到聚乙烯PE的結晶溫度以上的某一溫度，如150℃。在此情況下，聚乙烯的內層2a和外層2c在擴大期間并不進行取向，然而中間層2b進行徑向取向，這是因為在上述溫度上，交聯(lián)層的聚乙烯PEX進行取向，交聯(lián)產生的網絡鍵合防止材料松弛。
由此可得到圖1c所示的塑料管2，它的本體部分具有三層，三層的整體座連到本體部分上，內層2a和外層2c不取向，中間層2b取向。取向的中間層2b增加了座2e的機械強度，并改進了它的絕緣性能。內層2a和外層2c的化學特性極佳。這些層使管接頭上所用的溶化的膠不會使座2e收縮或表面出現(xiàn)裂紋。
內層2a和外層2c還可改成用聚氯乙烯PVC，在此情況下，上述兩層不取向。在此情況下，取向的中間層也可以是聚氯乙烯。
當用圖1a～1c所示的方法來提供一個具有座的塑料管時，不同層上的材料特征可以基本相同，如果需要僅在外層原料管加熱。在此情況下，外表面加熱到一個高溫度，使由拉伸產生的拉力在外層2c不取向的情況下迅速松弛，這種情況就是在內層上的溫度上升很慢，從而在其中出現(xiàn)取向。
圖2表示本發(fā)明的第二種塑料管2。在圖2的實施例中，座2e具有一層的直徑大于管2的本體部分2d的直徑，并在座內安置一個套5。管2的座2e可用將管材加熱到擴大時不發(fā)生取向的溫度上來加大，并在加熱后擴大該管。在此情況下，套5的取向做成使它不同于管的本體2d的取向和擴大的管壁的取向。在套5中，取向方向可以是徑向或軸向，也可是兩個方向的。徑向取向增大了座2e的抗壓性，軸向取向增大了座2e的抗拉強度。
制造座2e的另一方法是將塑料管加熱到一個溫度上，在此溫度在擴大期間在塑料管壁上產生取向，并且在該溫度上擴大塑料管。這種情況就是塑料管壁中的取向在本體部分2d和座部分2e中是不同的。座5的取向選擇成不同于塑料管壁的取向。此時座2e和本體部分2d仍是一個整體。套5可以是完全非取向的，套5的取向可以與本體部分2d的取向相同或不同。
套5還可放在管2的外側。因此套5可以是一個獨立取向的套或一般的注射模塑件。套5可推到管2內，從而在它推到內側時，套5擴大了管2的端部。另一方面，可先將管2的端擴大到正好為套5的外部尺寸。另外，管2的端部可以擴大成比套5大，使管2的端部收縮在套5上，收縮方式可以是可能的管取向至少部分是松弛的或者是不松弛的。取向的松弛可用在收縮階段使管端保持軸向拉伸來進行防止。
圖3表示本發(fā)明的第三種塑料管2。套5的外表面可具有槽、凸頭、傾斜面等，它們可使套5和管2相互不移動。套5最好用注塑制成，從而使套5的尺寸精確并且制成難于成形的形狀，套5可用如玻璃纖維增強塑料那樣的剛性材料制成，管2收縮在套5上后基本不會改變套5內部的尺寸和形狀。一根第二根管6安置在套5內側，在套5和第二根管之間可安置楔形圈7。該楔形圈7包括貼靠套5的楔形表面5a的楔形表面7a。這樣的楔形表面5a和7a防止第二根管6和套5之間的移動。由于楔形表面5a和7a可對上述點上產生很強的徑向摩擦力，使楔形圈7緊密地壓靠第二根管6，因此可防止軸向移動。
套5的內側可具有密封槽5b，一個密封圈8放置在該槽中，從而確保套5和第二根管6之間的連接密封。
套5包括傾斜的端部9，它有利于將套5推入管2。管2和套5材料的取向程度和/或取向方向不必相同，它們可修改成宜用于每個特殊的用途。該取向可以是聚合物的分子取向，也可以是可能的纖維增強件的取向。如果套5主要經受徑向應力或力，取向的方向特別放在周向。如果套5主要受到軸向力，套5的主要取向是軸向的。例如，如果當楔形圈7貼靠套5的楔形表面5a時，在套5中產生一個軸向拉伸應力，則套5最好取向為軸向、或纖維取向為軸向。管2和套5可用相同的聚合物制成，但它們的填充介質和/或增強介質、和含量可以不同。管2端部的管孔上具有一個法蘭型的附加增加件，它特別能增大管孔的周向強度。
上面的圖和相關的描述僅擬用于說明本發(fā)明的概念。本發(fā)明細節(jié)可在權利要求的范圍內進行變化。因此，座2e的不同層的取向可以不同，這樣，不同層具有不同的取向程度和取向方向。另外，座2e可包括多于2或3層的層。套5也可放置在座2e內，座2e包括至少兩層并與本體部分2d形成整體，亦即套5可安置在圖1c的座2e內側。
權利要求
1.一種具有一個座的塑料管(2)，該管包括一個本體部分(2d)和至少一個端部的管座(2e)，該管座具有至少兩層，其特征在于管座的至少一層的取向不同于另一層的取向，并且該至少一層的取向不同于本體部分(2d)的取向。
2.如權利要求1的塑料管，其特征在于座(2e)的至少一層由一個套(5)組成。
3.如權利要求2的塑料管，其特征在于套(5)具有取向。
4.如權利要求2或3的塑料管，其特征在于套(5)放置在塑料管(2)的內側。
5.如前面權利要求的任何一個的塑料管，其特征在于座(2e)的至少兩層由與本體部分(2d)成一整體的層(2a～2c)組成，該層的至少一層的取向不同于另一層的取向。
6.如權利要求5的塑料管，其特征在于座(2e)包括與本體部分(2d)成一整體的至少三層(2a～2c)。
7.如權利要求6的塑料管，其特征在于內層(2a)和外層(2c)基本是非取向的聚乙烯(PE)，至少一個中間層是取向的交聯(lián)的聚乙烯(PEX)。
8.一種提供一種具有一個座的塑料管的方法，在該方法中，塑料管(2)本體部分(2d)的至少一端被加熱和擴大，從而形成座(2e)，其特征在于塑料管(2)包括至少兩層(2a～2c)，塑料管(2)的端部擴大從而提供具有一個座(2e)的塑料管，管座(2e)的至少一層的取向不同于另一層的取向，并且至少一層的取向不同于本體部分(2d)的取向。
9.如權利要求8的方法，其特征在于至少兩個不同層(2a～2c)的取向溫度不同，塑料管(2)的端部加熱到一個溫度，在該溫度上，至少一層的材料在擴大時取向、至少一層在擴大時基本不取向，塑料管(2)的端部在上述溫度上擴大，從而提供具有座(2e)的塑料管，座的至少一層的取向不同于另一層的取向，并且該至少一層的取向不同于本體部分(2d)的取向。
10.如權利要求8的方法，其特征在于僅在塑料管(2)端部的一個表面加熱，使上述表面達到這樣一個高溫，在該溫度上，與上述表面相連的層(2a～2c)在擴大時不取向，而在遠離該加熱表面的層(2a～2c)上產生取向。
11.如權利要求8～10的任何一個的方法，其特征在于塑料管(2)的至少一層(2a～2c)是聚乙烯(PE)層、至少一層(2a～2c)是交聯(lián)的聚乙烯層(PEX)。
12.如權利要求11的方法，其特征在于塑料管(2)包括至少三層，其中最內層(2a)和最外層(2c)是聚乙烯(PE)層，至少一個中間層(2b)是交聯(lián)的聚乙烯(PEX)層。
全文摘要
一種具有一個座的塑料管和提供具有一個座的塑料管的方法,其中座(2e)包括至少兩層。至少一個座層的取向不同于另一層的取向,該至少一層的取向也不同于塑料管(2)的本體部分(2d)的取向。座(2e)可由包含至少兩層(2a～2c)的塑料管制成,該至少兩層(2a～2c)的取向溫度不同。塑料管(2)加熱到一個溫度,在該溫度上至少一層的材料在擴大時取向、至少另一層材料在擴大時基本不取向,塑料管的端部在上述溫度上擴大,從而為它提供一個座(2e)。
文檔編號B32B27/32GK1346430SQ00805929
公開日2002年4月24日 申請日期2000年3月31日 優(yōu)先權日1999年4月1日
發(fā)明者于里·扎爾文基拉, 艾斯克·西普萊內 申請人:烏波諾爾創(chuàng)新股份公司