挤出模制物品,特别是一种具有由细针织物制成的嵌入加强物的模制管,及其生产方法

摘要

本发明涉及一种模制物品（1）、尤其模制软管，至少具有以下的层状结构：各自由一种聚合物材料组成的一个内层（2）和外层（4），尤其是处于固化物的形式；以及一个加强层（3），该加强层嵌入该内层（2）和外层（4）之间并且尤其由一种织物材料组成。本发明的模制物品（1）、尤其模制软管的突出之处在于，该内层（2）和外层（4）是被挤出的，并且该加强层（3）是一种具有高的网眼数和小的网眼高度的针织物。在该细针织物方面存在有利的网眼参数。此外提出了一种用于制造此类模制物品（1）、尤其模制软管的方法，尤其进而涉及在模具中的固化。

说明书

技术领域

本发明涉及至少具有以下层结构的一种模制物品模制物品：

-一个内层和外层，各自由一种聚合物材料组成，而且还有

-嵌入在该内层和外层之间的一个加强层。

背景技术

该模制物品特别是一种模制软管，并且在此具有上述基本结构 的软管除了内层、外层、和加强层之外，还可以含有其他层，例如一 种叠加在内层上的中间层。与本文相关的软管技术特别在以下专利文 献中更详细地被描述：

DE 41 18 023 A1                 EP 1 314 925 A1

DE 10 2008 037 417 A1           EP 1 496 298 A2

DE 10 2008 055 552 A1           WO 2004/029493 A1

DE 10 2009 026 254 A1           WO 2007/045322 A1

DE 10 2010 000 180 A1           US 4 273 160

EP 0 559 169 A1                 US 2009/0211660 A1

下面给出了关于模制软管的现有技术的进一步细节，它们以具 有三层和四层软管结构的固化橡胶形式尤其在特许公开的说明书DE 10 2009 026 254 A1 和 WO 2007/045322A1中被描述。

具有加强层的模具内固化的软管迄今为止一直被设计为缠绕结 构。织物或材料层在此被依次地缠绕在构造轴（Aufbaudorn）上并且 用适当的重叠形成厚的区域，并且该设计最多在两端具有额外的橡胶 材料。为了获得更好的粘结性和避免可能的气体夹杂物，该结构用织 物条缠绕。进而将所述的缠绕条取出，并且将该软管的预成型体切成 所需长度。然后将软管的预成型件拉伸并且定位到气囊杆 （Balgstangen）上。在气囊杆中间有橡胶气囊，并且这些气囊使用 一种气体将软管的预成型体顶压在两个闭合的半模具上。固化后，该 软管的预成型体已经采取与模具相关的、并且最多包括允许运动的褶 皱的外部形状。

发明内容

在进行改进的背景下，本发明的目的是提供一种模制物品，特 别是模制软管，其特征是一种简单的结构，其中任何单独层的功能在 多层组件中产生任何可能的粘结问题的情况下不受损害。另一个目的 是，在该模制物品的生产中避免使用横向接缝和重叠接缝，并且在预 防操控错误的情况下，还能避免由于特别是处于织物形式的增强材料 在拉伸过程中过度褶皱导致的错误。最后一个目的是，在模制物品生 产中不再需要压延和缠绕。

所述目的以如下方式实现，在这种新的模制物品，特别是模压 软管中，

-内层和外层已经挤出成型，并且

-加强层是一种具有高的网眼数和小的网眼网眼高度的针织 物。

以下的三种材料变体可以用于挤出成型的内层和外层，而且还 用于任何适当的由聚合物材料制成的其他层：

-弹性体

弹性体材料基于一种包括非共混橡胶组分或橡胶组分共混物及 多种常规混合物成分的交联橡胶混合物。可能提到的具体的橡胶组分 是：

乙烯-丙烯橡胶（EPM）

乙烯-丙烯-二烯烃共混物（EPDM）

丁腈橡胶（NBR）

（部分地）氢化的丁腈橡胶（HNBR）

氟橡胶（FKM）

氯丁二烯橡胶（CR）

天然橡胶（NR）

苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）

异戊二烯橡胶（IR）

丁基橡胶（IIR）

溴代丁基橡胶（BIIR）

氯代丁基橡胶（CIIR）

由异丁烯和对甲基苯乙烯组成的溴化共聚物（BIMS）

丁二烯橡胶（BR）

氯化聚乙烯（CM）

氯磺化聚乙烯（CSM）

聚环氧氯丙烷（ECO）

聚环氧氯丙烷与环氧乙烷和不饱和的单体的三元共聚物（ETER）

乙烯-乙酸乙烯酯橡胶（EVA）

丙烯酸酯橡胶（ACM）

乙烯-丙烯酸酯橡胶（AEM）

硅橡胶（MQ、VMQ、PVMQ、FVMQ；DE102006058470A1）

氟化聚甲基硅氧烷橡胶（MFQ）

全氟化丙烯橡胶（FFPM）

全氟化碳橡胶（FFKM）

聚氨酯（PU）

还有可能使用一种共混物，特别是与上述类型的橡胶中的一种 的共混物，例如，一种ACM/EPDM或一种ACM/AEM共混物。

对于对有待输送的流体具有耐受性的模制软管的内层，以下的 橡胶组分是特别重要的：ACM、AEM、和FKM。

对于模制软管的外层，进而，以下的橡胶组分是优选的：ACM、 AEM、EPM、EPDM、FKM或者VMQ。

橡胶混合物通常还包括其他的混合物成分，特别是一种例如炭 黑的填充物，还有包括交联剂和加速剂的交联体系。橡胶混合物特别 是在多层软管的情况下可以是多种类型的，如该橡胶混合物的性质所 需要的，这些混合物成分也包括一种加工助剂和/或一种增塑剂和/ 或一种抗氧化剂，并且还有可任选地其他的添加物质，例如纤维和色 素，而且在此色素对于外层可以是特别重要的。

基于ACM或AEM的橡胶混合物具体是由二胺体系交联的。

进而基于EPM、EPDM、或VMQ的橡胶混合物具体是经受过氧化交 联。

基于FKM的橡胶混合物具体是由一种双酚/过氧化物体系交联 的。

与材料ACM、AEM、EPM、和EPDM相关的，特别参考特许公开的 说明书DE 10 2009 026 254 A1。

在材料VMQ方面，特别参考DE 44 22 048 A1和DE 10 2006 058  470 A1这两个特许公开的说明书。

与材料FKM相关的，特别参考德国专利申请书DE 10 2011 050  882.1，该专利申请书在本申请优先权日之后公开。

-热塑性弹性体

一种热塑性弹性体混合物包括至少一种热塑性组分、至少一种 已经至少部分交联的橡胶组分、以及还有多种常规混合物成分。

优选的热塑性组分是：

聚烯烃，特别是聚乙烯（PE）或者聚丙烯（PP）

聚苯乙烯

聚酰胺（PA），例如PA6或者PA6.6

聚酯，例如PET、PEN或者PBT

可能提到的具体的橡胶组分是ACM、AEM、EPM、EPDM和FKM。

在常规的混合物成分方面，参考弹性体混合技术，特别参考特 许公开的说明书DE 100 04 632 A1的传授内容。

-热塑性塑料

除了已经在制备热塑性弹性体中的热塑性组分的背景下提到的 这些类材料之外，在此应该提及的是氟基塑料，并且进而特别是以下 类型的：

聚四氟乙烯（PTFE）

改性的聚四氟乙烯（TFM）

氟乙烯聚合物（FEP）

全氟代(烷基乙烯基醚)–四乙烯基共聚物（PFA）

乙烯–四氟乙烯共聚物（ETFE）

聚氟乙烯（PVF）

聚偏二氟乙烯（PVDF）

在这里PTFE是异常重要的。

当使用热塑性塑料时，在热塑性塑料的性质需要时,也使用术语 “管”代替术语“软管”。对于与本文相关的改进方案，举例而言参 考特许公开的说明书DE 10 2008 037 490 A1，其中介绍了一种软管， 特别是一种由热塑性塑料组成的冷却水管。

这些弹性体在模制物品，特别是模制软管的生产中是特别重要 的。

加强层是由一种针织物组成的，该针织物特别是基于一种织物 材料，进而具体的是由纱线组成的。与本文相关的这些材料可以是聚 酰胺（PA）、聚酰亚胺（PI）、芳族聚酰胺、具体地对位芳族聚酰胺 或者间位芳族聚酰胺，一种聚乙烯醇缩乙醛（PVA），一种聚乙烯醇 （PVAL），棉（CO），莫代尔纤维（CMD），人造丝（CV），一种聚 醚醚酮（PEEK），一种聚酯、具体地聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或 者聚2,6-萘二甲酸乙二酯（PEN），一种聚砜（PSU），一种聚噁二 唑（POD），聚苯并噁唑（PBO），聚亚苯基，或者一种聚亚苯基衍生 物、具体地一种聚苯硫醚（PPS）。也可以使用例如以混合纱线的形 式的混杂设计。为了开发一种相对新的软管（DE 10 2008 037 417 A1） 的目的，举例而言使用了一种由PPS和PA的混杂设计。PPS是一种 有助于高强度的高性能材料，而PA不仅有助于增强而且还（由于它 可以被活化而提供粘合性）有助于改善相对于周围的聚合物材料的粘 合。

该针织品优选地具有从30目到40目的网眼数、从2.5”到4” 的针织头大小，特别是36目的网眼数、3¹/₂”的针织头大小。在此网 眼高度是从1.5mm到2.5mm，特别是从1.8mm到2.2mm，进而特 别是2mm。当应用这些网眼参数时，将使用术语细针织物。

在此模制软管的制备使用一种具有上述网眼参数的环形针织 物。

模制软管有很多可能的应用，并且在此举例而言，可以提及冷 却水和增压空气区域。

本发明的另一种模制物品是一种具有软管形状的制品，例如空 气弹簧气囊。

在最简单的情况下，该模制物品（特别是模制软管）可以是一 种包括内层、加强层和外层的三层结构。还可能存在至少一个其他的 层。在此可以特别提及的是一种包括内层、中间层、加强层和外层的 四层结构。只要中间层是由一种聚合物材料组成的（大部分情况下如 此），所述层也是挤压成形的。

本发明的另一个目的在于提供一种制备模制物品的方法，特别 是模制软管，其特征是一种简单的结构，其中任何单独层的功能在层 组件中产生任何可能的粘结问题的情况下不受损害。另一个目的是， 在模制物品的生产中避免使用横向接缝和重叠接缝，并且在预防操控 错误的情况下，还能避免由于特别是处于织物形式的增强材料在拉伸 过程中过渡褶皱导致的错误。最后一个目的是，在模制物品生产中不 再需要压延和缠绕。

该目的是通过至少以下步骤实现的：

-内层是通过一种聚合物材料的挤出形成的（步骤I）；

-具有高的网眼数和小的网眼高度的针织品被施加到该内层 上，并且特别地伴有加强层的形成（步骤II）；

-外层通过一种聚合物材料的挤出被施加到该加强层上（步骤 III）；

-最后，该制品的预成型件（特别是软管的预成型件）在一个 模具中经受最终处理（endbearbeitet）（步骤IV）。

在内层和外层根据步骤I和III的形成中，在各自情况下特别 使用了一种至少部分交联的橡胶混合物，并且在此为了根据步骤（IV） 的最终处理的目的，该模制物品（特别是模制软管）在模具中固化， 并且在此发生至少部分交联。对于该橡胶混合物的细节，参见上述的 涉及弹性体和热塑性弹性体的材料的部分。

为了根据步骤（IV）的最终处理的目的，特别在内部使用一个 气囊（橡胶气囊）进行充气。在就模压技术而言的其他方面，参见本 说明书的与模制软管的现有技术相关的介绍部分。

如果存在至少一个由聚合物材料组成的中间层形式的其他层， 同样也使用挤压成型。

特别是使用一种织物材料作为加强层，并且在此再参见上述相 于织物材料的部分并且还有优选的网眼参数。

在一个三层模制物品或者三层模制软管的情况下，该加强层和 内层具有直接的接触。在一个四层模制物品或四层模制软管的情况 下，其中有一个中间层叠加在内层上，该加强层和中间层具有直接的 接触。因此步骤II在此应被解释为包括：首先将加强层直接施加到 内层上，并且其次将加强层施加到一个由内层和中间层制成的整体复 合物上。这同样适用于根据步骤III将外层施加到加强层，在中间层 应该存在于加强层和外层之间的情况下；然而，大部分不是这种情况。

附图说明

本发明现在将参考附图通过两个本发明实例进行说明。这些附 图示出：

图1一种三层模制软管的纵截面图；

图2一种四层模制软管的纵截面图；

附图标记说明

1 三层模制软管形式的模制物品 2 内层 3 加强层 4 外层 5 四层模制软管形式的模制物品 6 内层 7 中间层

8 加强层 9 外层

具体实施方式

图1示出了一种三层模制软管形式的模制物品1。在此该模制软 管是排他地由三个层构成，即一个与有待运输的流体（液体、气体等） 接触的内层2、一个加强层3、和一个外层4。内层2和外层4在各 自情况下是由一种举例而言基于ACM的交联橡胶混合物组成的，并且 在各自情况下已经挤压成型。加强层3是由一种由举例而言芳族聚酰 胺制成的细针织物组成。在“平针缝合”类型的针织物中，细针织物 具有一个特别是36目的高的网眼数、3¹/₂”的针织头大小、和一个特 别是2mm的网眼高度。

然后图2示出了一个四层结构形式的模制物品，如举例而言特 许公开的说明书DE 10 2009 026 254 A1中更详细给出的。内层6 由一种举例而言基于ACM的交联橡胶混合物组成。中间层7和外层9 在各自的情况下类似地由一种例如在各自情况下基于EPDM的交联橡 胶混合物组成。内层6、中间层7、和外层9在各自情况下已经挤压 成型。加强层8同样也由一种再次例如芳族聚酰胺的细针织物组成。 对于优选的网眼参数，参见附图说明2的背景下所述的。