强化型可回收挠性管的制作方法

1.本发明涉及挠性管，例如灌溉管的技术领域，并且具体地本发明涉及可回收强化型挠性管，以及通过研磨此类挠性管获得的研磨混合物，以及用于制造强化型挠性管的方法，所述方法开始于此类研磨混合物。
2.定义
3.在本文件中，表述“织物强化层”或“强化层”或其派生词用于表示由布置在底层的至少一根纺织纱线组成的层。“强化层”布置在承载层上，从而使得其部分(通常为方形、矩形或菱形)是空的。
4.在本文档中，表述“交叉影线织物层”或“交叉影线层”或“交叉影线”或其派生词用于表示由至少两根纱线或纱线组组成的层，所述至少两根纱线或纱线组以相反的倾斜度螺旋缠绕在承载层上并且彼此叠加但不连接。因此，交叉影线由两个或更多个叠加的螺旋线组成。
5.在本文档中，表述“针织织物层”或“针织层”或“针织”或其派生词用于表示由至少两根纱线或纱线组组成的层，所述至少两根纱线或纱线组沉积在承载层上并且连接在一起以形成多个链式线迹，其被称为“特里科”类型线迹。
6.在本文档中，表述“相容材料”或其派生词用于表示具有相互化学和/或物理相容性的材料，即一旦耦合，就会产生适合于承受通过接触表面传递的张力或剪切力的接头的材料。因此，在相同的材料或具有相同基础的基质的材料中将观察到最大相容性。
7.在本文档中，聚合物材料或其派生词的表述“基质”用于表示能够提供成品的分子结构的聚合物。
8.在本文档中，表述“聚合物材料”或其派生词用于表示单一聚合物和聚合物的混合物两者，例如共混物或混配物。


背景技术：

9.已知的是，强化型挠性管基本上由两部分组成：由聚合物材料制成的管状部分和由纱线制成的形成强化的部分。通常，管状部分由两个或更多个由聚合物材料制成的层组成，在所述两个或更多个层之间布置有强化纱线。
10.通常，强化纱线由与形成由聚合物制成的部分的聚合物材料不相容的材料制成。因而，形成聚合物部分的各层的材料并不总是彼此相容的，彼此相容是挠性管的可回收性所必需的条件。
11.然而，即使在聚合物部分的相容材料的情况下，后者与纱线材料之间的不相容性也需要出于管可回收性的目的而将两个部分分离的操作。
12.这种操作耗时长、成本高且难以实施，这使得挠性管的回收在经济上不方便，即使在工业水平上也不方便作为生产废料回收。
13.此外，基本上不可能100％从管的管状部分分离纱线，这导致回收材料的颗粒总是含有或多或少高百分比的杂质。清楚的是，这对由这种材料制成的管的机械性质具有负面
影响。


技术实现要素：

14.本发明的目的是通过提供一种高效且相对具有成本效益的强化型挠性管来克服以上概述的缺点。
15.本发明的另外的目的是提供一种可容易回收的强化型挠性管。
16.本发明的另外的目的是提供一种强化型挠性管，所述强化型挠性管一旦被适当地回收，就能提供一种具有与原始挠性管相当的机械性质的新型挠性管。
17.在下文中将更加明显的这些和其它目的是通过如本文所述的和/或本文所要求保护的和/或本文所展示的强化型挠性管以及研磨混合物及其制造方法来实现的。
18.因此，本发明涉及一种用于输送流体的强化型挠性管，所述强化型挠性管包含：
[0019]-至少一个第一承载层，所述至少一个第一承载层由第一聚合物材料制成；
[0020]-至少一个第二覆盖层，所述至少一个第二覆盖层布置在所述至少一个第一承载层外部，所述至少一个第二覆盖层由第二聚合物材料制成；
[0021]-至少一个强化层，所述至少一个强化层插置在所述至少一个第一层与所述至少一个第二层之间，所述至少一个强化层由第三聚合物材料制成；
[0022]
其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是热塑性弹性体，所述第三聚合物材料是热塑性类型；
[0023]
其中所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料彼此相容。
[0024]
以这种方式，可以在不分离前者和强化层的情况下研磨所述挠性管，以获得由第一聚合物材料、第二聚合物材料和第三聚合物材料组成的研磨混合物。
[0025]
适当地，所述研磨混合物根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度可以大于第一聚合物材料和第二聚合物材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值8sh a-20sh a，并且甚至更优选地10sh a-18sh a。
[0026]
有利地，所述第一聚合物材料和/或所述第二聚合物材料可以是其组成包含所述第三聚合物材料的混配物。
[0027]
例如，形成所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料的所述热塑性弹性体可以是包含edpm和聚丙烯的tpv，例如由埃克森美孚公司(exxonmobil corporation)销售的或包含sebs和聚丙烯的tpe-s，例如由taro plast spa公司(taro plast spa)销售的nilflex 而第三热塑性聚合物材料可以是聚丙烯。
[0028]
另一方面，可以提供通过研磨上述挠性管而获得的研磨混合物，所述混合物具有多个多边形薄片，所述多个多边形薄片具有优选地介于3mm与25mm之间的较大对角线。
[0029]
另一方面，可以提供一种用于制造用于输送流体的强化型挠性管的方法，所述方法开始于根据前一权利要求所述的研磨混合物，所述方法包括以下步骤：
[0030]-挤出包括所述研磨混合物或由所述研磨混合物组成的第四聚合物材料，以获得至少一个第一层，优选地承载层；
[0031]-优选地，在所述承载层上方制造至少一个强化层，所述至少一个强化层由与所述第四聚合物材料相容的第五聚合物材料制成。
[0032]
适当地，所述第四聚合物材料可以包括重量比介于1:99与10:90之间的所述研磨混合物和与所述研磨混合物相容的至少一种第六聚合物材料。
[0033]
有利地，所述研磨混合物可以从所述管的生产线的得到所述管的生产废料开始获得。
[0034]
从属权利要求定义了本发明的有利实施例。
附图说明
[0035]
鉴于对参考附图通过非限制性实例的方式说明的本发明的一些优选但非排他性实施例的详细描述，本发明的另外的特性和优点将更加明显，在附图中：
[0036]
图1是用于生产强化型挠性管1的生产线的示意图。
具体实施方式
[0037]
参考所提及的附图，本文描述了一种用于灌溉花卉、植物等的挠性花园管1。此类管以本身已知的方式适于通过特殊配件连接到家用供水干管，使得管将饮用水从家用供水干管的器具(例如，水龙头)输送至要灌溉的地方，例如花园、花坛等。
[0038]
尽管在下文中将总是提及花园管，但清楚的是，在不脱离所附权利要求的保护范围的情况下，根据本发明的管可以用于任何目的。
[0039]
管1可以基本上包含一个或多个内部承载层10、一个或多个外部覆盖层20以及插置在所述一个或多个内部承载层与所述一个或多个外部覆盖层之间的一个或多个织物强化层30。
[0040]
清楚的是，尽管下文将提及三层管，但在不脱离所附权利要求的保护范围的情况下，根据本发明的管可以具有任何数量的层，无论所述层是由聚合物材料制成还是由强化织物制成。
[0041]
内层10和外层20可以由相应相容的聚合物材料制成，并且优选地，所述层将由相同的聚合物材料制成。
[0042]
这些聚合物材料可以是热塑性弹性体类型，例如tpv、tpe-s、tpe-o或tpe-a。
[0043]
优选地，内层10和外层20的材料可以是具有epdm基质的tpv混配物，例如由epdm、聚丙烯和石蜡油的混合物组成，或是基于sebs的tpe-s混配物，例如由sebs、聚丙烯和石蜡油的混合物组成。
[0044]
适当地，在上述基于epdm的混配物的情况下，内层10和外层20的材料根据iso 868:2003测量的总肖氏a硬度可以介于60sha与75sha之间，而在上述基于sebs的混配物的情况下可以介于35sha与55sha之间。
[0045]
如果在内层10和外层20的材料的肖氏a硬度之间存在差异，则可以根据形成此类层的两种材料的平均硬度来测量总硬度，所述平均硬度相对于单个层的重量相对于各层的总重量进行加权。
[0046]
此外，有利地，在上述基于epdm的混配物的情况下，根据iso 1133-230℃-5kg的内层10或外层20的材料测量的总熔体流动指数可以介于1克/10分钟与5克/10分钟之间，并且在上述基于sebs的混配物的情况下，根据iso 1133-190℃-5kg的内层10和外层20的材料测量的总熔体流动指数可以介于5克/10分钟与10克/10分钟之间。
[0047]
另一方面，强化层30可以由与上述材料相容的纤维聚合物材料制成。
[0048]
例如，在由tpv、tpe-s或tpe-o制成的内层10和外层20的情况下，强化层30可以由聚丙烯制成，而在由tpe-a制成的内层10和外层20的情况下，强化层30可以由聚酰胺制成。适当地，强化层30可以具有任何构造，例如针织的或交叉影线的。
[0049]
以本身已知的方式，如图1特别示出的，管1可以通过以下方式产生：在第一挤出机40中挤出第一聚合物材料以获得内层10，随后在针织机、交叉影线机或螺旋机41中获得位于内层上的强化层，并且然后通过借助于挤出机42在输出半成品上共同挤出覆盖层20。
[0050]
由于上述聚合物材料之间的相容性，挠性管1可以在本身已知类型的切碎机50中研磨，例如由cmg spa销售的trm 600，而无需预先分离由内层10和外层20以及强化层30组成的管的聚合物部分。
[0051]
这允许获得由彼此相容的层10、20和30的材料组成的研磨混合物60。适当地，薄片通常可以是多边形的，例如正方形或矩形，其中较大对角线dm介于3mm与25mm之间。
[0052]
研磨混合物60根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度可以大于内层10和外层20的材料的总肖氏a硬度8sh a-20sh a，并且优选地10sh a-18sh a。
[0053]
在本发明的一个优选但非排他性实施例中，在由包含聚丙烯的基于epdm的tpv制成的内层10和外层20以及由聚丙烯制成的强化层30的上述实例中，研磨混合物60将包含epdm和聚丙烯，所述聚丙烯的量大于原始tpv的聚丙烯的量。
[0054]
在这种情况下，形成内层10和外层20的材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值可以介于60sh a与75sh a之间，而研磨混合物60根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度可以介于70sh a与90sh a之间。
[0055]
仍然在这种情况下，研磨混合物60根据iso 1133-230℃-5kg测量的熔体流动指数可以高于内层10和外层20的材料的8克/10分钟-25克/10分钟的熔体流动指数。
[0056]
例如，内层10和外层20的材料中的每种材料根据iso 1133-230℃-5kg测量的熔体流动指数可以介于1克/10分钟与5克/10分钟之间，而研磨混合物60根据iso 1133-230℃-5kg测量的熔体流动指数可以介于10克/10分钟与30克/10分钟之间。
[0057]
在本发明的另外的优选但非排他性实施例中，对于由包含聚丙烯的基于sebs的tpe-s制成的内层10和外层20以及由聚丙烯制成的强化层30，研磨混合物60将包含sebs和聚丙烯，所述聚丙烯的量大于原始tpe-s的聚丙烯的量。
[0058]
在这种情况下，形成内层10和外层20的材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值可以介于35sh a与55sh a之间，而研磨混合物60根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度可以介于55sh a与75sh a之间。
[0059]
如图1中示意性所示，研磨混合物60可以用作用于制造用于输送流体的新型强化型挠性管的原材料。可能地，为此目的，可以适当地添加研磨混合物60，例如通过向其中添加石蜡油。
[0060]
从这个意义上讲，本发明可以定义一种用于回收挠性管生产线的生产废料的方法，其中废弃的挠性管被回收并转化为用于新型管的原材料。
[0061]
在此生产线中，研磨混合物60按原样使用，或如图1所示，与共混的相容原始材料61一起切割使用。
[0062]
研磨混合物60与相容原始材料61之间的重量比可以介于1:99与30:70之间。超过
此重量比，所获得的聚合物的机械性质将不适于制造上述类型的挠性管。
[0063]
鉴于挠性管生产线的平均工业上可接受的生产废料为最多5％的事实，用大量的研磨混合物60获得重量比将需要在若干工作日内积累大量的生产废料。
[0064]
这显然需要在生产现场对生产废料和储存空间进行适当管理。
[0065]
因此，优选地，研磨混合物60与相容原始材料61之间的重量比可以介于1:99与10:90之间。
[0066]
这允许周期性地回收(例如，每半个工作日或在工作日结束时)最多一个工作日的生产废料，而不需要生产废料的积累和相关管理。
[0067]
原始材料61和研磨混合物60的组合可以形成如图1所示的第一聚合物材料和/或第二聚合物材料，而不脱离所附权利要求的保护范围。换言之，原始材料61和研磨混合物60的组合可以用于获得管的承载层或覆盖层。
[0068]
在原始材料61是原始tpv的上述实例中，研磨混合物60可以从如上所述的tpv管的生产废料的研磨得到。
[0069]
为了在循环经济逻辑中重复上述循环，新型管可以包含由相容材料(例如，聚丙烯)制成的强化层。
[0070]
上述特性将允许简单地通过将完全且容易地回收的管插入到切碎机60中而无需预先将强化层与管的其余部分分离的操作来获得所述管。
[0071]
所获得的研磨混合物可以用于制造新管。清楚的是，这降低了制造管所带来的成本和环境影响。
[0072]
鉴于以下实例，本发明将变得更加清楚。
[0073]
实例
[0074]
制备管
[0075]
使用以下原材料制备4个测量为10m的管的样品：
[0076]-内层：由埃克森美孚公司销售的201-64
[0077]-外层：由埃克森美孚公司销售的201-73
[0078]-强化层：由庞莎工业织造有限公司(industrias ponsa,s.a.)销售的pp yarn 1200 dn“at”tang c.white。
[0079]
管是以本身已知的方式通过借助于本身已知类型的挤出机挤出内层和外层并且通过借助于本身已知类型的针织机在内层上形成具有(样品3和4)或(样品1和2)类型的特里科类型的链式线迹的针织层制造的。
[0080]
四个样品中的百分比加权分布为：
[0081]
样品标称直径内层强化层外层 英寸％％％样品15/8"5012.537.5样品23/4"5210.937.1样品31/2"548.337.7
样品45/8"5310.037
[0082]
测量肖氏硬度
[0083]
根据iso 868:2003标准借助于ats faar肖氏a型肖氏硬度计测量形成上述样品1-4的材料的总肖氏a硬度。
[0084]
通过计算由201-64制成的内层的肖氏a硬度(硬度sha：64)和由201-73制成的外层的肖氏a硬度(硬度sha：73)的加权平均值来测量总硬度，这两个肖氏a硬度显然都是根据上述标准测量的。
[0085]
结果报告于下表中。
[0086]
样品硬度 sha样品167.45样品267.45样品367.41样品467.37
[0087]
测量mfi
[0088]
根据iso 1133-230℃-5kg标准使用ceast熔体流动测试仪mf30型的熔体流动测试仪测量形成上述样品1-4(201-64e201-73)的管状层的材料的mfi。
[0089]
结果报告于下表中。
[0090]
研磨管
[0091]
将上述管的4个样品中的每个样品按原样插入到由cmg spa销售的trm 600型切碎机中并且研磨，而不预先将强化层与由聚合物材料制成的强化层分离。使用15mm目筛选择由此获得的混合物的薄片。
[0092]
测量混合物的肖氏硬度
[0093]
对于从上述样品的研磨的混合物得到的每种混合物，根据iso 868:2003标准使用上述相同的肖氏硬度计测量肖氏a硬度。
[0094]
结果报告于下表中。
[0095]
样品硬度 sha样品1混合物81样品2混合物80样品3混合物81样品4混合物82
[0096]
因此，清楚的是，一旦与聚合物材料混合，各种管样品的聚丙烯纱线显著增加了混
合物的肖氏a硬度。
[0097]
测量混合物的mfi
[0098]
对于从上述样品的研磨的混合物得到的每种混合物，根据iso 1133-230℃-5kg标准使用上述相同的熔体流动测试仪测量mfi。
[0099]
结果报告于下表中。
[0100]
样品mfi 克/10分钟样品1混合物15.6样品2混合物20.1样品3混合物11.7样品4混合物24.8
[0101]
因此，清楚的是，一旦与聚合物材料混合，各种管样品的聚丙烯纱线显著增加了混合物的mfi。
[0102]
制备新管
[0103]
将从上述4个样品中获得的混合物与原始201-64颗粒以5:95的比率混合。将原始材料和研磨材料的此类混合物挤出，以获得10m管的新样品的相应承载层。将这些承载层中的每个承载层插入到针织机中以获得上述聚丙烯强化层，并且随后在离开针织机的半成品上挤出201-73以获得覆盖层。新管样品的加权分布与上述样品1-4的加权分布相同。
[0104]
基本上，从质量和机械角度来看，获得了类似于起始样品的4个管样品。
[0105]
机械性质对重量比
[0106]
为了确定聚合物材料的机械性质如何随着研磨混合物与原始材料之间的重量比的变化而变化，以在97:3至50:50的范围内的比率制备上述由201-73和“样品混合物1”(samp mix 1)组成的各种样品，如在下表中报告的。
[0107]
肖氏a硬度是使用ats faar肖氏a(ats faar shore a)型肖氏硬度计根据iso 868:2003标准确定的；mfi是使用ceast熔体流动测试仪mf30(ceast melt flow tester mf30)型的熔体流动测试仪根据iso 1133-230℃-5kg标准确定的；并且抗拉强度是使用galdabini品牌的测力计根据iso 37/iso 527-2:2012标准确定的。将每种样品用配备有25kn称重传感器和最大速度为600毫米/分钟的应变仪的sun 2500型进行测量。
[0108]
测试表明，随着samp mix 1的百分比增加，所关注的机械性质显著下降，在研磨混合物百分比为35％时表现出最大差异。
[0109]
因此，允许获得适于制造强化型挠性管的挤出聚合物的原始聚合物与研磨混合物之间的最大重量比为70:30。
[0110]

技术特征：
1.一种用于输送流体的强化型挠性管，所述强化型挠性管包含：-至少一个第一承载层(10)，所述至少一个第一承载层由第一聚合物材料制成；-至少一个第二覆盖层(20)，所述至少一个第二覆盖层布置在所述至少一个第一承载层(10)外部，所述至少一个第二覆盖层由第二聚合物材料制成；-至少一个强化层(30)，所述至少一个强化层插置在所述至少一个第一层(10)与所述至少一个第二层(20)之间，所述至少一个强化层由第三聚合物材料制成；其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是热塑性弹性体，所述第三聚合物材料是热塑性聚合物材料；其中所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料彼此相容，使得能够在不将所述至少一个第一层(10)和所述至少一个第二层(20)与所述至少一个强化层(30)分离的情况下研磨所述挠性管，以获得由所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料组成的研磨混合物(60)。2.根据权利要求1所述的管，其中所述研磨混合物(60)根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度高于所述至少一种第一聚合物材料和所述至少一种第二聚合物材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值。3.根据权利要求2所述的管，其中所述研磨混合物(60)根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度高于所述至少一种第一聚合物材料和所述至少一种第二聚合物材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值8sh a-20sh a，并且优选地10sh a-18sh a。4.根据权利要求1、2或3所述的管，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是基于epdm的，所述至少一种第一聚合物材料和所述至少一种第二聚合物材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值介于60sh a与75sh a之间，所述研磨混合物(60)根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度介于70sh a与90sh a之间。5.根据权利要求1、2或3所述的管，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是基于sebs的，所述至少一种第一聚合物材料和所述至少一种第二聚合物材料根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度的加权平均值介于35sh a与55sh a之间，所述研磨混合物(60)根据iso 868:2003测量的肖氏a硬度介于55sh a与75sh a之间。6.根据权利要求1至4中一项或多项所述的管，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是基于epdm的，所述至少一种第一聚合物材料或所述至少一种第二聚合物材料根据iso 1133-230℃-5kg测量的熔体流动指数介于1克/10分钟与5克/10分钟之间，所述研磨混合物(60)根据iso 1133-230℃-5kg测量的熔体流动指数介于10克/10分钟与30克/10分钟之间。7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的管，其中所述第一聚合物材料和/或所述第二聚合物材料是包含所述第三聚合物材料的混配物。8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的管，其中所述热塑性弹性体是包含聚丙烯的基于edpm的tpv或包含聚丙烯的基于sebs的tpe-s，所述第三聚合物材料是聚丙烯。9.一种研磨混合物，其是通过研磨根据权利要求1至8中一项或多项所述的挠性管来获得的，所述研磨混合物优选地具有多个多边形薄片，所述多个多边形薄片优选地具有介于3mm与25mm之间的较大对角线(dm)。10.一种用于制造用于输送流体的强化型挠性管的方法，所述方法开始于根据权利要
求9所述的研磨混合物(60)，所述方法包括挤出包括所述研磨混合物或由所述研磨混合物组成的第四聚合物材料以获得至少一个第一层(10)的步骤。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个第一层是内部承载层(10)和/或外部覆盖层(20)，进一步提供了在所述承载层(10)上方和/或在所述覆盖层(20)下方制造至少一个强化层(30)的步骤，所述至少一个强化层由与所述第四聚合物材料相容的第五聚合物材料制成。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述第四聚合物材料包括所述研磨混合物(60)和与所述研磨混合物相容的至少一种第六聚合物材料(61)，所述第六聚合物材料是原始热塑性弹性体。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第四聚合物材料的所述研磨混合物(60)与所述至少一种第六聚合物材料(61)之间的重量比介于1:99与30:70之间。14.根据权利要求10、11、12或13所述的方法，其中所述挠性管是借助于生产线制造的，所述研磨混合物(60)是从所述生产线的生产废料开始制造的。15.根据权利要求13和14所述的方法，其中所述第四聚合物材料的所述研磨混合物(60)与所述至少一种第六聚合物材料(61)之间的重量比介于1:99与10:90之间，所述研磨混合物(60)是从所述生产线的最多一个工作日的所述生产废料开始制造的，从而避免待研磨材料的积累。16.一种回收的强化型挠性管，其能够通过根据权利要求10至15中一项或多项所述的方法获得。

技术总结
一种用于输送流体的强化型挠性管，所述强化型挠性管包含：至少一个第一承载层(10)，所述至少一个第一承载层由第一聚合物材料制成；至少一个第二覆盖层(20)，所述至少一个第二覆盖层布置在所述至少一个第一承载层(10)外部，所述至少一个第二覆盖层由第二聚合物材料制成；至少一个强化层(30)，所述至少一个强化层插置在至少一个第一层(10)与至少一个第二层(20)之间，所述至少一个强化层由第三聚合物材料制成。所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是热塑性弹性体，所述第三聚合物材料是热塑性聚合物材料。所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料彼此相容，使得能够在不将所述至少一个第一层(10)和所述至少一个第二层(20)与所述至少一个强化层(30)分离的情况下研磨所述挠性管，以获得由所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料组成的研磨混合物(60)。第三聚合物材料组成的研磨混合物(60)。第三聚合物材料组成的研磨混合物(60)。


技术研发人员：路卡
受保护的技术使用者：菲特公司
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2023/10/5