Запал малой мощности и способ его изготовления

Запал малой мощности и способ его изготовления

Реферат

 

Запал малой мощности содержит пластмассовую трубку с каналом, выполненную по меньшей мере из двух слоев пластмассы. Первый слой расположен ближе к каналу, а второй - снаружи первого слоя. В канале трубки расположен реакционноспособный материал, поддерживающий после воспламенения ударную волну в канале. По меньшей мере второй слой трубки содержит основную часть полимерной смолы, аксиально ориентируемой растяжением до степени ориентации больше 20% и меньше 90%. Степень аксиальной ориентации полимера первого слоя не превышает больше чем на 10% степени ориентации второго слоя. Первый слой формируют в виде трубки посредством экструзии пластмассы этого слоя. В канал трубки вводят реакционноспособный материал. Затем осуществляют ограниченное растяжение первого слоя трубки для придания ему степени ориентации не более 10%. Второй слой трубки формируют вокруг первого посредством экструзии пластмассы второго слоя при низкой степени ориентации первого слоя. После чего осуществляют холодное растяжение первого и второго слоев вместе. Настоящее изобретение позволяет получить трубку запала, имеющую необходимые аксиальные и радиальные прочностные характеристики, у которой внутренний слой выполняет основную задачу по обеспечению радиальной прочности, а основная роль наружного слоя состоит в обеспечении аксиальной прочности. 2 с. и 69 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к запалу малой мощности, который состоит из пластмассовой трубки с каналом, содержащим реакционноспособный материал, который способен после воспламенения этого материала выдержать ударную волну, которая образуется в канале, при этом сама трубка состоит не менее, чем из двух слоев, выполненных из пластмассовых материалов, первый из которых расположен ближе к каналу, а второй слой находится снаружи первого слоя, причем во втором слое содержится по меньшей мере основная часть полимерной смолы, ориентируемой растяжением. Изобретение также относится к способу изготовления такого запала и к самому запалу, изготовленному по данному способу.

Запал малой мощности такого типа, к которому относится изобретение, впервые был описан в патенте США N 3590739 и в многочисленных опубликованных позднее патентах. В самом общем смысле запал состоит из узкой пластмассовой трубки с пиротехническим или самовзрывающимся реакционноспособным веществом, размещенным в канале трубки. Количества реакционноспособного вещества достаточно для того, чтобы создать в канале ударную волну большой скорости, способную воспламенить вторичные и функциональные пиротехнические устройства такие, как детонаторы или передающие воспламенители, используемые в подрывных схемах. Вместе с тем, количество реакционноспособного вещества довольно мало, так что реакцию можно локализовать внутри трубки, предотвращая ее уничтожение, разрушение и даже информацию с тем, чтобы в целом получить безопасное приспособление, не причиняющее вреда и бесшумное в использовании.

И хотя в принципе это приспособление простое, физические требования, предъявляемые к нему, совсем не просты. Необходимо обладать существенной радиальной прочностью для того, чтобы противостоять силам, создаваемым ударом. Если трубка оказывается в значительной степени деформированной или разрушенной, скорость импульса теряется или же волна останавливается. Радиальная прочность необходима также для того, чтобы избежать сжатия и наружных повреждений и допустить подсоединение к трубке функциональных устройств при помощи обжима. Требуется значительная аксиальная прочность при сохранении упругости для того, чтобы воспринять нагрузки, возникающие при использовании, соединении в схемы и при зарядке. Суммарная жесткость необходима для того, чтобы выдержать суровые условия применения перед и в ходе взрыва. Другими необходимыми качествами являются заданные фрикционные характеристики и непроницаемость для влаги и масел.

Реакционноспособный материал представляет собой обычно порошок, вводимый в канал. Поэтому необычным ограничением для трубки запала является требование к внутренней поверхности обладать адгезивной способностью к порошку. Слишком слабая сила притяжения может придать подвижность порошку, вызывая разрывы в импульсе, порождаемые разрежением материала или образованием комков. Слишком большая сила сцепления противодействует быстрой реакции и взрыву пыли.

Трубки запала изготавливаются большой длины, а материалы, используемые для их изготовления, должны быть недорогими, а способы изготовления должны обеспечивать низкую себестоимость производства.

Требования являются частично противоречивыми и однослойные трубки требуют компромисса между заданными свойствами. В патенте США N 4328753 предлагается выполнить двухслойную трубку и подобрать внутренний и наружный материалы с различными свойствами, но при этом каждый материал в отдельности используется неоптимально.

Например, в патенте Канады N 1200718 и в патенте США N 4817673 предлагается увеличить аксиальную прочность за счет включения в материал трубки продольных усиливающих волокон. В условиях практического применения этого способа полученная неэластичная трубка не может воспринять усилия на удлинение и под воздействием напряжений связь с детонатором может быть нарушена или оборвана. Материал трубки используется недостаточно эффективно, несмотря на увеличение себестоимости производства и повышение прочности.

В патенте США N 4607573 описывается способ производства, при котором прежде всего изготавливается внутренняя трубка с соответствующими адгезивными свойствами, которая затем удлиняется при помощи сверхэкструзии для ускорения процесса производства, снижения до минимума необходимого адгезивного внутреннего материала и придания ориентации удлиненному материалу трубки. Соответствующие материалы при этом используются неэффективно, поскольку ориентация сконцентрирована на внутреннем слое, что приводит к радиальной хрупкости, тогда как наружный слой мало способствует повышению аксиальной прочности. Если не ограничить усилия на растяжение, полученный продукт будет иметь тенденцию к разрушению.

Описание к Европейскому патенту N 327219 раскрывает однослойную трубку, выпрессованную из смеси полимера, ориентируемого растяжением, и небольшого количества полимера, обладающего адгезивными свойствами. Считается, что в ходе изготовления адгезивный материал концентрируется на внутренней поверхности трубки, а значительная ориентация полимеров придается на этапе холодного вытягивания, который следует за экструзией. Ориентирование придает трубке значительную аксиальную прочность, однако при этом пропорционально теряется радиальная прочность, что опять-таки приводит к слабому сопротивлению удару и плохому использованию возможностей по прочности, присущих применяемым полимерам.

Эти более разработанные конструкции трубки увеличивают и производственные затраты и проблемы. Простая совместная экструзия или сверхэкструзия может быть довольно легко выполнена, но она не может обеспечить полное использование прочности материалов. Ориентация путем существенного вытягивания может быть эффективно осуществлена, но она имеет тенденцию делать неприемлемыми радиальные свойства. Предпочтительным может быть ограниченное вытягивание, но оно имеет тенденцию к созданию неустойчивых условий процесса и неустойчивых конечных свойств трубки, если только полимер, ориентируемый растяжением, не получит поддержки других слоев и условий.

Технический результат настоящего изобретения состоит в исключении проблем, с которыми связано использование существовавших до настоящего времени трубок запала. Более конкретно - в получении трубки запала, имеющей два и больше слоев - с оптимизацией использования свойств материала по прочности. Другим техническим результатом является получение трубки запала, имеющей необходимые аксиальные и радиальные прочностные характеристики. Еще один результат состоит в получении трубки запала, у которой внутренний слой выполняет основную задачу по обеспечению радиальной прочности, а основная роль наружного слоя состоит в обеспечении аксиальной прочности. Еще одним результатом является обеспечение многослойной трубки, что приводит к дальнейшему улучшению перечисленных выше характеристик. Еще одним результатом данного изобретения является получение способа, пригодного для производства трубок запала, который обеспечивает заданные характеристики. Кроме того, техническим результатом является получение способа производства трубки, при котором удается избежать проблемы обеспечения заданных параметров процесса.

Приведенные технические результаты достигаются признаками, изложенными в прилагаемой формуле изобретения.

Согласно изобретению, создан запал малой мощности, содержащий пластмассовую трубку с каналом, выполненную по меньшей мере из двух слоев из пластмассы, первый из которых расположен ближе к каналу, а второй - снаружи первого слоя, и расположенный в канале трубки реакционноспособный материал, поддерживающий после воспламенения ударную волну в канале, в котором по меньшей мере второй слой содержит основную часть полимерной смолы, аксиально ориентируемой растяжением до степени ориентации больше 20% и меньше 90%, при этом степень аксиальной ориентации полимера первого слоя не превышает больше, чем на 10% степени ориентации второго слоя.

Аксиальная ориентация второго слоя полимера придает трубке повышенную аксиальную прочность. Ориентация ограничена для того, чтобы поддержать аксиальную эластичность и способность пластмассы трубки к удлинению для того, чтобы соответствовать вышеперечисленным требованиям по изготовлению и условиям применения. Ориентация также ограничена для того, чтобы сохранить ее значительный вклад в радиальную прочность трубки и избежать хрупкости этой трубки. Ориентация первого слоя полимера по существу такая же, как и у второго слоя. В какой-то степени она несколько выше только в результате неизбежного удлинения в определенных вариантах процесса производства. Предпочтительно, чтобы ориентация первого слоя была ниже ориентации во втором слое, особенно при высоких степенях ориентации во втором слое. Низкая степень ориентации первого слоя способствует увеличению радиальной прочности трубки. Таким образом, прежде всего у слоя поддерживается свойство "неломкости" в самом первом слое как в радиальном, так и аксиальном направлениях, которое было установлено как оптимальное для устойчивости трубки к силам, создаваемым ударной волной. Без связи с теоретическим обоснованием считается, что видимая недостаточность устойчивости трубки к ударной волне является следствием слабостей в трещинах, которые вызываются воздействием внезапной ударной волны на слой полимера, раскалываемый в любом направлении ориентацией вытягиванием, которая вызывает особенно серьезные разрушения, если трещины легко образуются во внутреннем слое. Настоящее предложение сохраняет прочность первого слоя как в радиальном, так и аксиальном направлениях. Радиальные свойства оказывают непосредственное воздействие на силы ударного расширения, но, кроме того, важны тенденции к образованию аксиальных трещин, поскольку разрушение трубок, в основном, происходит в местах изгибов и складок на трубках. Низкая ориентация внутреннего слоя дополняется ориентацией наружного слоя, обеспечивает, в основном, аксиальную прочность. Низкая ориентация внутреннего слоя соответствует также требованиям высоких адгезивных свойств для канала трубки. В соответствии с предпочтительными вариантами выполнения изобретения трубка может иметь больше слоев, что улучшает перечисленные выше свойства или же прибавляет выгодные вторичные свойства трубки.

Изобретение относится также к способу изготовления запала малой мощности, содержащего пластмассовую трубку с каналом, выполненную по меньшей мере из двух слоев пластмассы, первый из которых расположен ближе к каналу, а второй - снаружи первого слоя, и по меньшей мере второй слой содержит основную часть полимерной смолы, ориентируемой растяжением, при этом в канале трубки расположен реакционноспособный материал, поддерживающий после воспламенения ударную волну в канале, в котором, согласно изобретению, первый слой формируют в виде трубки посредством экструзии пластмассы этого слоя, в канал трубки вводят реакционноспособный материал, затем осуществляют ограниченное растяжение не более 10%, второй слой трубки формируют вокруг первого посредством экструзии пластмассы второго слоя при низкой степени ориентации первого слоя, после чего осуществляют холодное растяжение первого и второго слоев вместе, при этом степень аксиальной ориентации полимера второго слоя больше 20% и меньше 90%, а степень аксиальной ориентации первого слоя не превышает больше, чем на 10% степень аксиальной ориентации второго слоя.

Этап окончательного холодного растяжения обеспечивает заданную ориентацию по меньшей мере второго слоя для повышения аксиальной прочности трубки. Ограниченная степень растяжения придает трубке свойства сохраняемого удлинения, а также улучшает радиальную прочность первого слоя. Путем ограничения растяжения первого слоя до и во время образования второго слоя первый слой не оказывается излишне ориентированным в ходе последнего этапа растяжения, но продолжает сохранять свойства неломкости как в радиальном, так и аксиальном направлениях. Совместное растяжение слоев обеспечивает то, что ориентация первого слоя не превысит ориентации второго слоя, и в дальнейшем способствует самой операции по растяжению, поскольку различия в материале слоев имеют тенденцию к ликвидации неровностей и неустойчивости. В способе допускается использование дополнительных этапов для дальнейшего ограничения конечной ориентации в первом слое и концентрированной ориентации во втором слое. Способ может включать в себя еще один этап, в ходе которого формируется дополнительно один или несколько слоев до или после растяжения для того, чтобы добиться получения дополнительных указанных выше преимуществ. Обычно способ может быть использован по схемам, включающим процессы совместно экструзии, сверхэкструзии или последовательно экструзии в тандеме.

Другие технические результаты и преимущества изобретения станут ясны в ходе подробного описания, которое дано ниже.

Под термином "коэффициент растяжения" следует понимать соотношение весов равных по длине отрезков трубки соответственно до и после растяжения. Результат измерений в основном аналогичен соотношению длин одной части трубки до и после растяжения, но дополнительно включает изменения плотности.

Термин "холодное растяжение" относится к растяжению в условиях, при которых достигается значительная молекулярная ориентация полимеров, ориентированных растяжением. Условия могут потребовать температуру ниже температуры затвердевания данного полимера, в отличие от горячего растяжения, допускающего значительную молекулярную релаксацию одновременно с растяжением. Если не оговорено иное, делается ссылка на условия для второго слоя, которые являются целью изобретения по сосредоточению ориентации в этом слое.

Термин "пластмасса" относится ко всему материалу, используемому для формирования слоя. Она включает основную часть, представленную одним или несколькими полимерами, обеспечивающую прочность слоя и вообще способную воспринимать ориентацию, а также любую добавку кроме полимеров.

Термин "совместная экструзия" относится к процессу, в основном, одновременного формирования по меньшей мере двух слоев, обычно путем прессования выдавливанием расплавов через разные отверстия в одной и той же экструдерной головке. Термин "сверхэкструзия" относится к процессу первого формирования слоя в достаточно затвердевшей форме, позволяющей выполнить подачу экструдата через второй пресс для выдавливания, через который наносится второй слой. Термин "последовательная экструзия" применяется к процессу "сверхэкструзия", выполненному вслед за первой экструзией без этапа промежуточного хранения первичного экструдата.

Термин "проверка на сгиб" касается способа определения тенденции трубки запала к разрыву под воздействием скачка уплотнения в местах сгибов, имеющихся на трубке. На непрерывной трубке, подлежащей проверке, выполняют несколько сгибов при минимальном расстоянии между этими сгибами 50 см. Эти сгибы устанавливаются по месту при помощи установки в высверленные в пластинке кольцевые отверстия глубиной около 3 см с диаметром, примерно на 65% больше удвоенного диаметра трубки /или около 8 мм для трубок диаметром в 3 мм/. После инициирования трубки сгибы проверяют на возможные разрушения стенок, и результат определяется как частное между количеством сгибов с разрушениями и общим количеством сгибов.

Термин "степень ориентации" касается значения ориентации в аксиальном направлении трубки запала, которое выражается в процентах, при этом нулевое значение означает отсутствие ориентации или случайную ориентацию, а сто процентов означает максимально возможную для рассматриваемого полимера ориентацию. Для того, чтобы установить действительное значение для образца, находящегося между этими крайними значениями, возможно применение различных способов. Предлагаемые здесь способы основываются на принципе "предела текучести", или на "инфракрасной спектрометрии".

Способ "предела текучести" для определения степени ориентации предусматривает определение предела упругости образца, выраженного в усилии на площадь сечения образца /Е, МПа/ путем растяжения образца, с фиксацией при этом удлинения /L, m/, усилия и поперечного сечения. Стандартный образец прежде всего упруго удлиняется под воздействием быстро возрастающего усилия, затем удлиняется с пластической деформацией при медленном увеличении усилия. Усилие в районе "перелома" между этими фазами принимается за максимальный предел упругости образца, выраженный в виде отношения к площади поперечного сечения в данной точке. Эту величину определяют для ориентированного образца, подвергаемого проверке /Ex/, а также для такого же, но неориентированного материала /E_min/ и для полностью ориентированного материала /E_max/ и при этом степень ориентации выражается формулой: (Ex-E_min)/(E_max-E_min) 100. На фиг. 4 представлены типичные графические изображения зависимости L от E и извлечение из названных величин. Метод этот простой, но он требует наличия отдельного образца испытываемого материала и наличия неориентированного и полностью ориентированного дубликатов образца.

Метод "инфракрасной спектрометрии" для определения степени ориентации предусматривает измерение поглощения поляризованного инфракрасного излучения на одной или нескольких частотах молекулярных колебаний образца, зависящего от ориентации, и показывает сильное поглощение при плоскости, поляризацией параллельной колебаниям, и слабое поглощение при перпендикулярной плоскости. Оптическую плотность /A, безразмерная/ обычно определяют для направления поляризации излучения параллельного и перпендикулярного оси растяжения образца, а относительная дихроичность /D, безразмерная/ определяется как отношение между этими показателями оптической плотности. Коэффициент ориентации /f, безразмерный/ можно рассчитать в пределах от нуля до единицы для ориентации от нулевой до полной по выбранной оси. В данном случае это значение используется в виде процентов для разных степеней ориентации по оси растяжения. Настоящий способ может дать абсолютные значения степени ориентации, обычно используется в сочетании с FTIR /инфракрасная спектроскопия с фурье-преобразованием/, например, в Encyclopedia of Polymer Science and Engineerins, edition, 1988, V.14, pp. 542/546/-576, Х.Ф.Марк и др.

Трубка запала в целом Хотя трубка, являющаяся предметом настоящего изобретения, может быть использована и для других целей, кроме описанных, предпочтительно применять ее с маломощным запалом, типа, указанного во введении и в цитируемых патентах. Отличием для запалов такого типа является наличие узкой пластмассовой трубки, которая, несмотря на это, способна выдержать удар изнутри и при этом сохранить целостность.

Наружный диаметр трубки может составлять от 1 до 10 мм, обычно от 2 до 5 мм. Внутренний диаметр может составлять от 0,2 до 4 мм и особенно от 0,5 до 3 мм. Промышленные изделия обычно изготавливают с наружным диаметром около 3 мм и внутренним диаметром около 1 мм. Трубка может быть выполнена с любым профилем сечения, но предпочтительно сечение круглое.

В качестве реакционноспособного материала могут использоваться самовзрывающиеся составы, такие как PETN, PDX, HMX и др., в которые по желанию могут вводиться некоторые добавки для улучшения воспламеняемости, такие как алюминий. Скорость прохождения сигнала у материалов этого рода находится в пределах от 1000 до 3000 м/сек. В качестве реакционноспособного материала может быть также использована пиротехническая смесь, состоящая из горючего и окислителя, которые обычно в ходе реакции выделяют небольшое количество газа. Смеси такого рода, в основном, предназначены для уменьшения скорости сигнала, и они описаны, например, в патентах США NN 4660474, 4756250 и 4838165 и в описании к Европейскому патенту N 384630 и в описании РСТ N 87/06954. Скорость сигнала может быть примерно от 500 до 1500 м/сек. Реакционноспособные материалы обычно размалывают в порошок с гранулометрическим составом от около 1 до 100 мкм, предпочтительно от 5 до 50 мкм. Предпочтительно, когда этот материал прилипает к стенке канала, как это было сказано ранее, но он также может закрепляться на носителе в канале, как описано в упомянутом патенте N 3590 739, или вводиться в форме волокон, как в патенте США N 4290366.

Количество необходимого реакционноспособного материала в канале устанавливают на минимально возможном уровне, способном обеспечить устойчивую реакцию при заданной скорости и без разрушения трубки. Абсолютное количество зависит от характера реакционноспособного материала, а также от размера трубки. В качестве не ограничивающего объем изобретения примера для промышленного изделия с самовзрывающимся материалом количество может составлять от 1 до 100 мг/м или, предпочтительнее от 5 до 50 мг/м.

Трубка может иметь эти или аналогичные характеристики. Она должна состоять не менее, чем из двух слоев, из которых первый слой находится ближе к каналу, а второй слой расположен снаружи первого слоя. Предпочтительно, чтобы эти два слоя состояли из различных материалов, как это будет пояснено в дальнейшем. Каждый из описанных слоев трубки может быть разделен внутри на несколько отдельных слоев с дискретно или постепенно изменяющимися свойствами. Трубка может иметь армирующие волокна, но предпочтительнее отсутствие таких волокон, как излишних и даже вредных для желательной осевой упругости.

Первый слой Основной полимер пластмассы в первом слое должен иметь ограниченную ориентацию для того, чтобы отвечать указанным выше целям. В некоторых случаях степень ориентации может быть выше, чем у второго слоя, например, когда необходимо определенное растяжение первого слоя по техническим причинам во время сверхэкструзии перед конечным холодным растяжением. В этом случае степень ориентации должна превышать ориентацию второго слоя, но меньше чем на 10%. В противном случае верхнее ограничение степени ориентации первого слоя заключается в том, что она не может превышать степень ориентации второго слоя /должна быть указана в дальнейшем/. Предпочтительно, чтобы степень ориентации была ниже и еще более предпочтительно, чтобы она была значительно ниже, особенно при высокой степени ориентации второго слоя. В абсолютных значениях степень ориентации может быть ниже 35%, предпочтительнее ниже 25% и более предпочтительно - ниже 15%. Предпочтительно, когда внутренний слой обладал минимальной величиной осевой ориентации, т.е. степенью ориентации, превышающей 5% и также превышающей 10%.

Обычные способы обеспечения низкой ориентации первого слоя могут заключаться в том, чтобы абсолютная температура первого слоя превышала температуру второго слоя во время холодного растяжения, чтобы иметь более высокую относительную температуру за счет использования полимера с более низкой температурой размягчения или плавления, чем у полимера второго слоя, путем применения менее ориентированного полимера, т.е., более разветвленного или с меньшей плотностью, чем полимер второго слоя.

Первый слой предпочтительно представляет собой самый внутренний слой и должен предпочтительно обладать необходимыми свойствами адгезии с порошком, как показано выше. Механизм адгезии может иметь разный характер, как, например, простая клейкость или электростатическое притяжение. Предпочтительный способ заключается в применении полимера, включающего полярные функциональные группы, обеспечивающие притяжение при сохранении достаточной прочности полимера. Предпочтительным типом полимеров являются иономеры, такие как Серлин и Примакор (зарегистрированные торговые марки). Иные предложения по полимерам полярного типа приведены в упомянутом выше Европейском патенте 327219.

В случае ограниченной степени ориентации первого слоя из-за слабой способности полимера к ориентации можно выбрать полимеры с разветвленной структурой или низкой плотностью, такой как от 850 до 950 или от 880 до 925 кг/куб.м для полиэтилена и соответствующей плотности для других полимеров.

Второй слой Второй слой повышает осевую прочность трубки и должен обладать заметной степенью ориентации, например, более 20%, предпочтительнее более 30% и еще более предпочтительно более 40%. Максимальная степень ориентации может достигать 90% в том случае, когда наружная хрупкость трубки определяется не только вторым слоем, например, когда на втором слое формируется дополнительный слой. В противном случае для получения наилучших общих свойств степень ориентации не должна превышать 80% и даже 70%. Это означает, что второй слой будет обладать промежуточной степенью ориентации по сравнению с изделиями, растянутыми до максимального предела прочности на растяжение.

Материал для второго слоя следует выбирать из полимеров, ориентируемых растяжением, обладающих значительной стойкостью и прочностью. Следует предпочитать линейные полимеры, такие как полимеры, образующие волокна. Типы по плотности можно использовать любые, хотя предпочтительнее выбирать полимеры, соответствующие полиэтиленам между LDPE (полиэтилены низкой плотности) и HDPE (полиэтилены высокой плотности), такие как LLDPE, LMDPE и т.д. Плотности могут составлять от 900 до 1000 и особенно от 925 до 975 кг/куб.м. Могут использоваться полимеры из иных, чем этилен, мономеров, таких как пропилен, расположенные между ними сополимеры. Применяются также неолефинические полимеры такие, как полиамиды или полиэфиры. Другие предложения приведены в указанном выше Европейском патенте N 327219.

Концентрация ориентации во втором слое может быть облегчена подбором полимеров, которые легко ориентируются по растяжению. Другим подходом может быть выбор полимера с высокой температурой размягчения. В этом случае температура должна быть выше температуры размягчения полимеров первого слоя. Подходящая температура размягчения может превышать 100^oC и, предпочтительнее, превышать 120^oC.

Второй слой может быть самой наружной частью трубки, но возможно и иногда, предпочтительно, чтобы трубка имела и добавочные слои.

Добавочные слои Помимо первого и второго слоев, трубка может иметь и добавочные слои. Дополнительные слои могут использоваться прежде всего для того, чтобы прибавить трубке дополнительные свойства и усилить конструкционную прочность трубки.

Дополнительный самый внутренний слой может использоваться для того, чтобы придать поверхности канала адгезивные свойства с порошком, хотя предпочтительнее, чтобы эту функцию выполнял первый слой. Такой дополнительный слой должен быть тонким, т.е. тоньше 0,4 мм, и, предпочтительно, тоньше 0,2 мм и наиболее предпочтительно, чтобы толщина составляла менее 0,1 мм.

Дополнительный самый верхний слой может использоваться, например, как преграда для влаги или масел, или для того, чтобы поверхность трубки была гладкой, мягкой или окрашенной.

Предпочтительный дополнительный упрочняющий слой представлен третьим пластмассовым слоем сверху второго слоя. Аналогично первому слою, третий слой, предпочтительно, имеет ограниченную степень ориентации, не превышающую более, чем на 10% этот показатель второго слоя, и, предпочтительно, имеющий меньшую степень ориентации, чем второй слой, и, предпочтительно, низкую степень ориентации, не превышающую 35%, и, предпочтительно, не превышающую 25%. Некоторая ориентация желательна и в третьем слое, например, выше 5% и, предпочтительно, выше 10%.

Материалом может служит полимер, ориентируемый по растяжению, такого типа, что используется во втором слое. Другим вариантом являются полиамиды: сополимер этилена и винилацетата (EVA), полимер этилакриловой кислоты (EAA), полиэтилен линейной низкой плотности (LLD) и т.п. Для того, чтобы избежать слишком высокой степени ориентации в третьем слое, можно выбрать менее ориентируемые пластмассы. В качестве альтернативы или в дополнение к ней выбранный полимер может иметь более низкую температуру размягчения, чем полимер второго слоя.

Готовая трубка Соотношение размеров слоев может быть различным в зависимости от количества имеющихся слоев, о которых идет речь, и относительной прочности используемых материалов с их данной степенью ориентации в общих рамках изобретения. В общем второй слой обеспечивает осевую прочность благодаря ориентации растяжением, а также способствует радиальной прочности благодаря ограничениям, применяемым к данной ориентации. Первый слой обеспечивает радиальную прочность, но прежде всего предотвращает образование трещин или разрывов в местах ослаблений за счет надрезов в ключевых внутренних частях трубки.

Исходя из различий в назначении, размер первого слоя может быть небольшим, например, меньше 50% и предпочтительнее меньше 35% площади поперечного сечения стенки трубки, но более 10% и предпочтительно 15% этой площади. В абсолютном значении толщина стенки первого слоя может быть меньше 0,4 мм и предпочтительно 0,3 мм, но более 0,1 мм и предпочтительно более 0,2 мм.

Остальная часть величины стенки должна приходиться на второй слой, если трубка состоит из двух слоев, без учета в данном случае любого тонкого дополнительного слоя, имеющего вспомогательное назначение. В случае, если находящийся снаружи третий слой предназначен для повышения конструкционной прочности, такой слой предпочтительно содействует значительному повышению радиальной прочности. В этом случае размер второго слоя может быть уменьшен, т. е. составлять от 20 до 60% и предпочтительно от 30 до 50% площади стенки трубки, а размер третьего слоя тоже может находиться в данных пределах. Степень ориентации во втором слое в упомянутом выше случае также может быть повышена, как указано, для того, чтобы повысить его участие в осевой прочности и уменьшить - в радиальной прочности.

Суммарная прочность трубки должна превышать 25 МПа, предпочтительно превышать 40 МПа и наиболее предпочтительно превышать 50 МПа.

В результате растяжения и ориентации готовая трубка стремится сжаться в условиях релаксации. При температуре окружающей среды и эксплуатации сжатие ограничено благодаря выравнивающему влиянию пересекающихся слоев и выполненному сбросу напряжения, обычно менее 5% и предпочтительно менее 3%. Тепловое сжатие по длине, однако, может превышать 3%, а также может превышать 5%.

Операции по экструдированию Способ изготовления должен избегать высокой степени ориентации в первом слое и концентрировать ориентацию во втором слое. Поскольку предложенный путь ориентации полимера второго слоя заключается в холодном растяжении первого и второго слоев вместе, первым требованием к способу изготовления является обеспечение низкой степени ориентации в первом слое в трубке с объединенными первым и вторым слоями до этапа холодного растяжения. Как правило, это означает, что следует избегать холодного растяжения первого слоя любым способом до того, пока не будет нанесен второй слой. При применении некоторых способов изготовления таких как, например, сверхэкструдирование, некоторое удлинение первого слоя неизбежно, поэтому способ должен допускать ограниченную степень ориентации в первом слое до холодного растяжения, скажем, менее 20%, предпочтительно, менее 10%. При применении других способов, таких как совместное экструдирование, практически не требуется никакой ориентации на этапе формирования слоя.

Хотя реакционноспособный материал можно ввести в готовый канал трубки в любой момент, начиная с формирования затвердевшей внутренней трубки и до формирования готовой трубки, при помощи, например, вдувания или всасывания превращенного в порошок материала, или подачи жидкости с реакционноспособным веществом через отдельный отрезок трубки; обычно предпочитается непрерывное введение реакционноспособного материала при формировании внутреннего слоя или слоев трубки. Это можно осуществить путем подачи или распределения реакционноспособного материала через канал или сопло в экструдерной головке для внутреннего слоя, расположенное посередине относительно круглого отверстия фильеры для экструдата. Обычно это означает, что материал вводится, по существу, одновременно с формированием внутреннего слоя.

Сверхэкструзия или последовательная экструзия начинается после прессования выдавливанием первого слоя в форме трубки, за которым следует по меньшей мере некоторое охлаждение для отверждения прежде, чем в ходе второго этапа экструзии будет нанесен второй слой. Как было указано, удлинение в какой-то степени может неизбежно потребоваться во время подачи первого слоя трубки через экструдерную головку, но в остальном никакой ориентации при растяжении не должно происходить, так же как и перед или в ходе сверхэкструзии. Это не исключает горячего или расплавленного растягивания внутреннего слоя, но предпочитается подвергать экструзии расплав с большим, чем задано, сечением и растягивать расплав для уменьшения поперечного сечения до того, как расплав затвердеет. Предпочтительная степень вытяжки для уменьшения сечения, выраженная в степени уменьшения диаметра, может составлять от 2 до 10 раз и, предпочтительно, от 3 до 5 раз. Затвердение может потребовать охлаждения ниже температуры затвердения пластмассового материала. Для того, чтобы ограничить ориентацию слоя в ходе данного или последующих этапов, желательно поддерживать относительно высокую температуру слоя. Предпочтительно, чтобы трубка первого слоя не охлаждалась меньше, чем на 25^oC и, предпочтительнее, не меньше, чем на 15^oC ниже температуры затвердения перед сверхэкструзией. Адаптация температуры может потребовать этапа охлаждения, например, в процессе последовательной экструзии, или этапа нагревания, например, в процессе сверхэкструзии.

Этап сверхэкструзии во второй экструзионной головке не особенно важен. Вытягивание расплава может происходить аналогично первому этапу. Если трубка будет включать в себя третий слой, как было показано выше, то предпочтительнее выполнить совместное вытягивание одновременно со вторым слоем, хотя, конечно, можно нанести третий слой на отдельном этапе сверхэкструзии, который следует за экструзией второго слоя с необязательными процессами охлаждения или нагрева между этапами. Третий слой вытягивается вместе с другими слоями, и заданное ограничение степени ориентации в этом слое может быть осуществлено любым из описанных обычных способов. Обычно двухступенчатые процессы экструзии обеспечивают хорошие результаты по регулированию температуры слоев в ходе производственного процесса.

Совместная экструзия первого и второго слоев, в основном, одновременная, например, через разные сопла в одной и той же головке фильеры является простым способом, который также обеспечивает низкую первоначальную степень ориен