HUP0300598A2 - Method for making a composite extruded profile formed with thermoplastic organic material reinforced with reinforcing fibres - Google Patents

Description

KÖZZÉTÉTELI

PÉLDÁNY

ELJÁRÁS ÉS BERENDEZÉS KOMPOZIT IDOMTEST ELŐÁLLÍTÁSÁRA, AMELY KOMPOZIT IDOMTEST HŐRE LÁGYULÓ SZERVES ANYAGBÓL VAN, AMELY ERŐSÍTŐ SZÁLAKKAL VAN MEGERŐSÍTVE

A találmány tárgya eljárás és berendezés kompozit idomtest előállítására, amely kompozit idomtest hőre lágyuló szerves anyagból van.

A termékek igen széles tartományát a gyakorlatban és az eljárások során műanyagból készítik, ahelyett, hogy ennél sűrűbb anyagból állítanák elő, és 10 ez a műanyag van megfelelően megerősítve, előnyösen szálas erősítő anyagokkal, annak érdekében, hogy a termék mechanikai szilárdság biztosítható és fenntartható legyen.

Ismeretes az is, hogy olyan erősítő elemeket szoktak használni, amelyek rö15 vid szálakat tartalmaznak, amely szálak közvetlenül vannak a műanyaggal keverve, vagy pedig kompozitok formájában vannak bevezetve, így például olyan granulátumok formájában, amelyek az erősítő elemeket gyanta vagy műanyag mátrix formájában tartalmazzák. Ezek a rövid szálak azonban nem teszik lehetővé, hogy minden típusú erősítést megvalósítsunk, különösen 20 nem alkalmasak arra, hogy olyan termékeket lehessen előállítani, amelyek hajlítási szilárdsága egy adott irányba egy adott értéket elér, vagy meg van növelve.

Vannak továbbá olyan erősítő elemek, amelyek folytonos szövet alapon 25 vannak kialakítva, így például olyan vászonszerű vagy egyéb termékekből, amelyek alkalmasak arra, hogy a termékeket öntéssel lehessen előállítani.

A folytonos erősítő szálak bevitele az ídomtestként kiképezett termékekbe úgy van általában megvalósítva, hogy nagy hosszúságot állítanak elő, ahol a 30 termék hosszmérete összehasonlítva másik két méretével kicsi. Ezen termékek gyártása során azonban némi nehézség lép fel. Ennek az az oka, hogy

97733-7649 KK/Tz

- 2 maga az öntési eljárás drága, és éppen ezért általában kívánatos egyéb eljárási megoldásokat kifejleszteni.

Az FR 2,516,441 számú szabadalmi leírás eljárást ismertet idomtestek előállítására, amelyek egyirányú folytonos üvegszálakat tartalmaznak, amelyek hőre lágyuló gyantába vannak beágyazva.

Annak az eljárásnak a lépései, amelynek a segítségével ilyen idomtestet létre lehet hozni a következő:

az üvegszálakat tekercseléssel letekerik annak érdekében, hogy a szálakból egy lapot képezzünk, a szálak szálelemeit szétválasztják, annak érdekében, hogy annak a méretnek feleljenek meg, amelyek be vannak fedve, az üvegszálakból kialakított lapot vizes fürdőbe mártják, amely hőre lágyuló műanyag vagy valami más hőre lágyuló műanyag porból készített fluidágy, a lapot addig fűtik, amíg a víz elpárolog, vagy a por megolvad attól függően, hogy a mártásos eljárás melyik módját választják, a gyantába beágyazott szálakból készült lapot melegen formázzák, hogy kialakuljon a kívánt keresztmetszet.

Ennek az eljárásnak egyik hiányossága, hogy annak érdekében, hogy a szálak egyenletes impregnálása hőre lágyuló műanyaggal megfelelő legyen, be kell iktatni egy, a szálelemeket szétválasztó lépést. Ehhez egy speciális több görgőből álló berendezésre van szükség, ahol a görgők száma és elrendezése biztosítja azt a tekercselési szöget, amellyel a lapokra a görgőket felvisszük, és külön meg kell határozni, hogy mi az a mérték, amelynél a szálak összetapadnak.

Ezen túlmenően pedig sok esetben szükséges, hogy ha az összetapadás mértéke túl nagy, olyan fűtőelemeket alkalmazni, amelyek a görgők kiegé- 3 szító elemei.

Fennáll a lehetősége annak, hogy a szálak nem választódnak egymástól megfelelően külön, és így ezt követően kell biztosítani, hogy a hőre lágyuló műanyagba beágyazódjanak.

Azon eljárás során - amikor hőre lágyuló műanyagot fürdő alkalmazásával impregnálunk - a fürdőt konstans szinten kell fenntartani, és a hőre lágyuló műanyag diszperziója folyamatosan cirkuláltatva kell legyen, annak érdekében, hogy az impregnálás annyira konstans szinten legyen tartható, amennyire csak lehetséges. Az ebben a fürdőben alkalmazott elemeket viszonylag nehéz a gyártósorban kezelni. Azok az elemek elsősorban, amelyek nehezen kezelhetők, a folyadék továbbító szivattyúk, a bukógátak, amelyek a konstans szint biztosításához szükségesek, a túlfolyó részhez csatlakoztatott tárolótartály, továbbá az a keverő elem, amely ahhoz szükséges, hogy a fürdő tartalma homogén legyen. Ezek olyan elemek, amelyeket folyamatosan tisztítani kell.

Egy további kiviteli alaknál a fluidizált ágy van az impregnáláshoz használva. Ekkor az impregnáló eszköz további speciális eszközök alkalmazását teszi szükségessé, ilyen például egy olyan vibrációs rendszer, amely rugókra van elhelyezve, és amelynek feladata, hogy a szálakról leeső port megmérje.

Végül megjegyezzük, hogy a formázó szerszám tartalmaz egy alsó görgőt, amely hornyokkal van ellátva, amelyeken a lap fut, és egy felső görgőt, amely a lap nyomására szolgál. Ezen túlmenően pedig különböző mérőeszközökre is szükség van, amelyek szintén hátrányként említhetők, mivel különböző méretű, kialakítású és különbözőképpen méretezett hornyokkal ellátott görgőkre van szükség.

Összefoglalva, ezt az eljárást viszonylag lassan lehet elvégezni, meglehető- 4 sen, meglehetősen költséges és kicsi a teljesítménye.

Ezt az eljárást csak meglehetősen korlátozottan lehet alkalmazni vékony fémprofilok és egyéb kis elemek gyártására, akkor, amikor az idomtest keresztmetszetét vesszük figyelembe, különösen pedig akkor, ha a műanyag mennyiségét az idomtest keresztmetszetének csak adott részére kell elhelyezni.

A találmány tárgya olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amelynek segítségével kompozit idomtestet lehet előállítani, amely hőre lágyuló szerves anyagból van, amely erősítő szálakkal van megerősítve, és amely eljárás gyorsan megvalósítható, és ipari szempontból is gazdaságosan végezhető el.

Még pontosabban a találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, amellyel olyan idomtestet állítunk elő, amely idomtest egyrészt legalább egy folyamatos erősítő szálakból kialakított szalaggal van ellátva úgy, hogy ez a szalag megközelítőleg párhuzamos az idomtesttel, és az idomtesttel érintkezik, és megfelelően össze van állítva ill. meg van erősítve egy első hőre lágyuló műanyaggal, másrészt pedig legalább egy második műanyagot is tartalmaz, amely egészen közeli érintkezésbe van a szalaggal vagy szalagokkal.

A találmány tárgya tehát eljárás kompozit idomtest előállítására, amely kompozit idomtestet hőre lágyuló, erősítő szálakkal megerősített szerves anyag alapon állítjuk elő, és az eljárás során folytonos erősítő szálakat hozunk érintkezésbe a hőre lágyuló szerves anyaggal, és a kompozit elemet formázzuk.

A találmány szerinti eljárás lényege, hogy az alábbi lépéseket végezzük el: folytonos üvegszál és első hőre lágyuló műanyag alapon kialakított folytonos szálakat (11) hozunk össze úgy, hogy párhuzamos helyezkedjenek

- 5 el, és legalább egy, megfelelően összeillesztett szalagot (13) képezünk melegítéssel, és a szalagban az erősítő szálak az első hőre lágyuló műanyaggal impregnáltan helyezkednek el, és a legalább egy szalagot formázó szerszámba (200) vezetjük, amelynek mérete az idomtest keresztmetszetéhez illeszkedően van kialakítva, és legalább egy második olvadt hőre lágyuló szerves anyagot (301) vezetünk be egyidejűleg a formázó szerszámba a szalaggal vagy szalagokkal érintkezésbe, és így hozunk létre egy olyan idomtestet, amely legalább egy második hőre lágyuló szerves anyagból van, amelyet legalább egy szalaggal megerősítettünk.

Ahogyan az alábbiakban részletesen magyarázatra is kerül, az szalag kifejezés alatt olyan elemet értünk a találmány értelmében, amely csík formájában kialakított anyag, amely adott esetben lényegében sík, de a keresztmetszete összetett alakzatú is lehet, és mindegyik része ennek az összetett keresztmetszetnek is hasonlatos egy csíkhoz.

Maga a szalag lehet rugalmas, előnyösen pedig olyan, ami képes arra, hogy megfelelően feltekerhető legyen, amikor a szalag lényegében sík, vagy adott esetben lehet többé-kevésbé merev is.

Az összeállt vagy megerősített kifejezés alatt azt értjük, hogy az üvegszálak az első hőre lágyuló műanyaggal olyan mértékben vannak impregnálva, hogy magának a szalagnak van egy adott kohéziója és egységessége, amely alkalmassá teszi arra, hogy mindenféle sérülés nélkül megfelelően kezelhető legyen.

A találmány szerinti eljárás során először egy megfelelően összeerősített és összeillesztett erősítő elemet hozunk létre, amely biztosítja az erősítő elem egységes formáját a kívánt alakzatban, és amelynek az előírt és kívánt alakzata van a profiljában, és az első hőre lágyuló műanyaggal történő impreg

- 6 nálás biztosítja azt is, hogy az erősítő elem a második hőre lágyuló műanyaghoz vagy műanyagokhoz is megfelelően kötődik, amely második hőre lágyuló műanyagból vagy műanyagokból az idomtestnek a testrésze áll.

A találmány egyik előnyös foganatosítási módja szerint a szalagot folytonos szálakból alakítjuk ki, amelyek üvegszálakból és az első hőre lágyuló műanyagból kialakított szerves szálakból állnak.

Ugyancsak előnyös a találmány akkor, ha a szálakat, amelyeket egymással összehozunk olyan folytonos üvegszálakból és folytonos hőre lágyuló szálakból állnak, amelyek össze vannak keverve. Ezeknek a szálaknak a megfelelő szoros szerkezete megkönnyíti az üvegszálaknak a hőre lágyuló műanyaggal történő impregnálását, és különösen előnyösnek bizonyult az impregnálás egyenletessége szempontjából. Ily módon tehát olyan összeerösített és megfelelően megerősödött szalagot tudunk létrehozni, amely önmagában is egyenletes és egységes.

Az előbb említett első hőre lágyuló műanyag a poliolefinek közül választandó ki előnyösen, különösen pedig polietilén vagy poliprofilén lehet, és poliészterekből, előnyösen polietilén-tereftalát vagy polibutilén tereftalát alkalmazható.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ahol első hőre lágyuló műanyagból és erősítő szálakból kialakított szálakat (11) hozunk létre úgy, hogy az első hőre lágyuló műanyagból kialakított szálakt és az erősítő szálakat legalább egy lapot képezően egymás mellé párhuzamosan elhelyezzük, legalább egy lapot egy olyan tartományba viszünk be, ahol felmelegítjük egy olyan hőmérsékletre, amely az első hőre lágyuló műanyag olvadási pontját legalább eléri, ugyanakkor azonban nem éri el az erősítő szálak lágyulási hőmérsékletét,

- 7 legalább egy lapot átvezetünk egy impregnáló eszközön úgy, hogy eközben a hőmérsékletet olyan értéken tartjuk, amely az első hőre lágyuló műanyag még alakítható, annak érdekében, hogy az első olvadt hőre lágyuló műanyagot egyenletesen eloszlassuk, és az erősítő szálakat a műanyaggal integráljuk.

A találmány szerinti eljárás során előnyös, ha legalább egy lapot bevezetünk egy első formázó szerszámba, miközben a formázó szerszám hőmérsékletét olyan értéken tartjuk, amelyen az első hőre lágyuló műanyag még alakítható, és így biztosítjuk, hogy a kialakított, legalább egy szalagot a szálakkal úgy hozzuk össze, hogy azok érintkezésben vannak, és ily módon egy keresztirányú folytonosságot biztosítunk.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ahol egy adott csomagolásból az erősítő szálakat képező és az első hőre lágyuló műanyag szálakat képező folytonos szálakat letekerjük, és a szálakat úgy hozzuk össze, hogy egy lapot képeznek, miközben a szalagban a feszültséget szabályozzuk.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha a szálakat a statikus elektromosságtól megszabadítjuk, mielőtt a szálakból képezett lapot a fűtötartományba bevezetjük.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha második műanyagot vezetünk a formázó szerszámba azt követően, hogy azt egy extruderrel kondicionáltuk.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha az idomtestet lehűtjük annak érdekében, hogy a méreteit rögzítsük, és megfelelő külső megjelenést adjunk a végső idomtestnek.

- 8 Előnyös még a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha az eljárás végén az idomtestet a tároláshoz felvágjuk.

Előnyös továbbá a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha hogy az első hőre lágyuló műanyag poliészter, a második hőre lágyuló műanyag polivinil-klorid.

A találmány tárgya továbbá berendezés a találmány szerinti eljárás megvalósítására, amely berendezés lényege abban van, hogy a berendezés az alábbi elemekből áll:

egy olyan elemből, amely folytonos üvegszálakból és első hőre lágyuló műanyagból kialakított folytonos szálakból párhuzamos szál elrendezést hoz létre, egy olyan elemet, amely legalább egy szalagot létrehozó fűtőelem, ahol a szalagban az üvegszálak az első hőre lágyuló műanyaggal vannak impregnálva, és formázó szerszámot, amely az idomtest keresztmetszetéhez illeszkedőre van kiképezve, továbbá egy olyan elemet, amely egyidejűleg alkalmas legalább egy szalag és legalább egy második olvadt, hőre lágyuló szerves anyag bevezetésére a formázó szerszámba, a szalaggal vagy szalagokkal érintkeztetve, és ily módon egy olyan idomtestet létrehozóan, amely legalább egy második hőre lágyuló szerves műanyagból van, amely legalább egy szalaggal van megerősítve.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor, ha tartalmaz:

az erősítő szálakból és első hőre lágyuló műanyag szálakból folytonos szálat létrehozó elemet, valamint ezeket a folytonos szálakat egy lap formájára létrehozó elemet, a legalább egy lapot olyan hőmérsékletre felfűtö elemet, amely hőmérséklet a hőre lágyuló műanyag olvadáspontját legalább eléri, de nem éri el az erősítő szálak lágyulási hőmérsékletét, impregnáló eszközt, a legalább egy fűtött lap impregnálására úgy, hogy

- 9 az első olvadt hőre lágyuló műanyagot egyenletesen eloszlatja, és az erősítő szálakat ezekkel impregnálja.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor, ha a fűtőelemek kemencék.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor, ha tartalmaz egy, a szálakat megfelelően összerendező elemet, amely előnyösen egy fésű, amely fésű fogai egymástól adott távolságra egyenletesen és párhuzamosan elrendezett szálakat hoz létre.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor, ha az impregnáló eszköz fűtött forgó görgőket tartalmaz, amelyek háromszögben vannak elhelyezve, és amelyek között a lap van továbbítva, és a görgők egymáshoz képesti magassága úgy van beállítva, hogy a lap felületére megfelelő nyomást fejtsenek ki.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor is, ha mindegyik görgő el van látva a görgők között a lap áthaladása után fennmaradó olvadt, hőre lágyuló műanyag lekaparására kiképezett késsel.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor is, ha tartalmaz legalább egy lapot legalább egy szalaggá átalakító formázó szerszámot.

Előnyös még a találmány szerinti berendezés akkor, ha az első formázó szerszám egy présszerszám, ami előnyösen fűtve van.

Előnyös továbbá a találmány szerinti berendezés akkor, ha a formázó szerszám keresztmetszete az idomtesthez igazodóan van kiképezve, és tartalmaz a formázó szerszám olyan elemeket, amelyek második olvadt hőre lágyuló műanyagot hoznak érintkezésbe a szalaggal túlnyomás alkalmazásával.

- 10 Előnyős a találmány szerinti berendezés akkor is, ha egy extruder van a második olvadt hőre lágyuló műanyagot a formázó szerszámba továbbítóan kiképezve, amely formázó szerszámnak a mérete az idomtest keresztmetszet5 éhez illeszkedően van kialakítva.

Előnyös a találmány szerinti berendezés akkor is, ha tartalmaz egy hűtöeszközt, amely hútőkalander, hideg présszerszám vagy folyadékszóró elem valamelyikéből van kialakítva.

Előnyös továbbá a találmány szerinti berendezés akkor, ha tartalmaz egy, a szálakban lévő feszültséget szabályozó eszközt, amely a szálak haladási irányát tekintve azon elem előtt van elhelyezve, amely a szálakat összerendezi.

Előnyös végül a találmány szerinti berendezés akkor, ha a fűtőelem előtt egy antisztatizáló villamos berendezés van elhelyezve.

A találmány tárgya még a találmány szerinti eljárással készült idomtest.

A találmány szerinti berendezés alkalmazhat hideg vagy hűtött szerszámot, amelynek ugyanaz a formája, mint az első szerszámnak, amely a szalagot és a második hőre lágyuló műanyagot fogadja.

Ugyancsak előnyös lehet, ha tartalmaz a berendezés egy olyan elemet, amely szórja a folyadékot, és ez alkalmas lehet adott esetben a haladó idomtest hűtésére is.

A találmányt a továbbiakban példaként! kiviteli alakjai segítségével, a mel30 lékelt ábrákon ismertetjük, ahol az 1. ábrán oldalnézetben látható a találmány szerinti berendezés, amellyel a szalagot gyártjuk, a 2-6. ábrákon az 1. ábrán bemutatott berendezés egyes részei láthatók, mégpedig a szálakban a feszültséget szabályozó elem, a forgó impregnáló eszköz, és az első formázó szerszám és a második formázó szerszám két kiviteli alakja, a 7. ábrán pedig a találmány szerinti eljárással megvalósított idomtest mechanikai paramétereinek hőmérséklet függése látható.

Az 1. ábrán látható a találmány szerinti 1 berendezés, amelynek segítségével a találmány szerinti 10 idomtest előállítható, amely tartalmaz egyrészről legalább egy folytonos erősítő szálakból kialakított szalagot, amely úgy van elhelyezve, hogy párhuzamos és érintkezik egy első hőre lágyuló műanyaggal, másrészről tartalmaz legalább egy második műanyagot, amely a szalaggal közeli kapcsolatban van.

Mindegyik szál - amely Vetrotex márkanéven, ill. TWINTEX márkanéven kerül forgalmazásba - az EP 0.599.695 számú szabadalmi leírásban van ismertetve, tartalmaz üvegszálakat és hőre lágyuló szerves anyagból készült szálakat, amelyek poliolefin vagy poliészter típusúak, és amelyek alaposan össze vannak keverve.

A gyártósort képező 1 berendezés egy olyan vonal mentén van elhelyezve, amelynek van egy elülső vége és egy hátsó vége, és a berendezés az elejétől kezdve az alábbi elemeket tartalmazza:

egy 20 cséveállványt, amelyen egy sor 11 szálakból álló 2 szálcsomag van, ezután helyezkedik el egy szálvetö szemmel ellátott 30 lemez, majd egy, a 11 szálakban a feszültséget szabályozó 40 eszköz, egy 50 fésű, egy, a statikus elektromosságot eltávolító 60 villamos berendezés, egy 70 kemence, egy 80 impregnáló eszköz, egy első 100 formázó szerszám, előnyösen présszerszám, egy második 200 formázó szerszám, előnyösen présszerszám, egy 300 extruder, egy 110 kalander, egy 120 hűtőtank és egy 130

- 12 hernyótalpas továbbító eszköz.

A 20 cséveállványnak az a szerepe, hogy segítségével a 11 szálakat minden egyes kettős szálcsomagról le lehet tekerni. Ez a 20 cséveállvány lehet egy letekerö típusú, amely tartalmaz egy keretet, amely vízszintes forgó 21 orsókkal van ellátva, amelyek mindegyikén egy-egy kettős szálcsomag van.

Olyan kiviteli alak is elképzelhető, hogy ráengedő típusú 20 cséveállványt alkalmazunk, ez azonban a szálakat kissé megcsavarja és ez a csavarás 50 cm-enkénti 1 menettől egészen 1 m/1 menetig változhat. Ez az elcsavarodás azt okozhatja, hogy a kész szalagnak a minimális szélessége korlátozva van, és gyakorlatilag nem lehet 982 tex-es szálak esetében 0.3 mm vastagság alá menni, ez a csavarodás hajlamosítja a szálakat arra, hogy összegabalyodjanak, ahol a gyártósor mentén továbbítva vannak, és ez csomók és/vagy nem párhuzamos és nem elég feszes 11 szálakat eredményeznek a szalagban.

Mindezek következtében előnyös, ha olyan 20 cséveállványt alkalmazunk, amely letekerö típusú, ily módon ugyanis kis szalagvastagságot, adott esetben 0.2 mm-nél kisebb szalagvastagságot tudunk előállítani. Ebben az esetben azonban szükség van egy olyan eszközre, amely az 1. és a 2. ábrán figyelhető meg, amellyel a 11 szálak feszítését lehet szabályozni, ez a 40 eszköz illeszti be és állítja be az egyes lapokon lévő 11 szálakban fellépő feszültséget.

A szálvezető szemmel ellátott 30 lemez a 2. ábrán is látható, és függőlegesen párhuzamosan van elhelyezve a 20 cséveállványon lévő forgó 21 orsóval. Ez lehetőséget biztosít arra, hogy a 11 szálakat - amelyek a 31 szálvezetö szemeken áthaladnak - megfelelően csoportosítsuk, és megfelelően továbbvezessük a 11 szálakban a feszültséget szabályozó 40 eszközhöz olyan szögben, amely a kívánt feszültséghez megfelelő. A 31 szálvezető szemek önmagában ismert módon kerámiából vannak kialakítva annak ér

- 13 elekében, hogy megakadályozzuk azt, hogy a rajta áthaladó 11 szálak valamilyen formában is sérüljenek.

A feszültséget szabályozó 40 eszköz - amely a 2. ábrán is látható - kombinálva van a 31 szálvezető szemekkel ellátott 30 lemezzel. Maga a 40 eszköz tartalmaz hengeres 41 rudakat, amelyek eltoltan vannak egymás fölött elhelyezve úgy, hogy a szálvezető szemekkel ellátott 30 lemez felöl érkező 11 szálak ezen 41 rudak fölött vagy alatt haladnak el, és lényegében egy szinuszos jellegű görbét ír le a 11 szálak mozgása, amely szinuszos görbének az amplitúdója a 11 szálakban kialakuló feszültséget befolyásolja. A 41 rudak magassága beállítható, és az amplitúdó magasságát ezzel tudjuk változtatni, egy nagyobb amplitúdójú szinuszos görbe nagyobb feszültséget biztosít a 11 szálakban.

A 41 rudak előnyösen sárgarézből vagy kerámiából vannak, annak érdekében, hogy korlátozva legyen a 11 szálak dörzsölése következtében keletkező statikus elektromosság.

A feszültséget szabályozó 40 eszköz kimeneténél egy 50 fésű van, amelynek fogai csoportosítják a 11 szálakat egymáshoz képest egy egyenletes távolságra elhelyezkedő párhuzamos elrendezésben, és így kapjuk meg azt a 12 lapot, amely a 11 szálak kötegéből alakul ki.

Az 50 fésű és egy első 70 kemence között egy olyan 60 villamos berendezés van, amelynek az a szerepe, hogy az adott esetben statikus elektromossággal feltöltött 11 szálakból az elektromosságot elvezesse, és így megakadályozza azt, hogy a 11 szálak összecsomósodjanak, és adott esetben ezek a részek a 70 kemencében tönkremenjenek.

A 70 kemence forró levegő áramlással van működtetve. Adott esetben ez a 70 kemence lehet egy infravörös kemence is.

- 14 Ahogyan a 12 lap áthalad a 70 kemencén az alatt egy olyan hőmérsékletre lesz felmelegítve, hogy amikor a 70 kemencét a 12 lap elhagyja, a hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy a 11 szálakban lévő hőre lágyuló műanyag olvadási pontját elérje, és ez a megolvadt, hőre lágyuló műanyag a 11 szálakban összeragasztja a szálakat és a teljes 12 lap üvegszálaiba beágyazódik.

A 70 kemence adott esetben két, egymás után elhelyezett kemencéből áll, az első kemence a második kemence előtt van, a haladási irányt tekintve. Az első kemence az előbb említett módon melegíti fel a 12 lapot, a második kemencével pedig az a cél, hogy kondicionálja a 12 lapot egy olyan alacsonyabb hőmérsékleten, amely alkalmassá teszi a 12 lapot arra, hogy az első formázó szerszámba bevezessük.

A 70 kemence után egy forgó 80 impregnáló eszköz van, amely a 12 lapokat úgy simítja ki, hogy a 11 szálak közötti levegőt kihajtja, és az olvadt, hőre lágyuló műanyagot egyenletesen eloszlatja a 12 lap teljes szélessége mentén, és egyúttal biztosítja azt, hogy az üvegszálak a hőre lágyuló műanyaggal teljes mértékben impregnálódjanak.

A 80 impregnáló eszköz három elemből áll, amelyek háromszög alakot képeznek, amelyek között a 12 lap meg van vezetve. Egy első példaként! kiviteli alaknál az elemek álló rudakból vannak kialakítva, és az álló rudak közötti távolság úgy van beállítva, hogy ennek segítségével lehet azt a nyomást szabályozni, ami az impregnáláshoz szükséges. Ezek a rudak adott esetben fűthetők annak érdekében, hogy a hőre lágyuló műanyag hőmérsékletét olyan értéken tartsák, ahol még alakítható anélkül, azonban, hogy a rudak felületére ragadna. Éppen ezért a rudak felülete olyan megfelelő anyagból kell legyen, amely nem tapad a műanyaghoz, vagy adott esetben külön kezelni kell.

- 15 A 80 impregnáló eszköz egy további kiviteli alakja látható a 3. ábrán, ahol szintén megtalálható a három egymással párhuzamos, és egy háromszög csúcsaiban elhelyezett 81 görgők, van két alsó 81 görgő és egy felső 81 görgő. A 81 görgők fűtve vannak, és hőmérsékletük olyan értékűre van megválasztva, hogy a 12 lap hőre lágyuló műanyagja megfelelően feldolgozható állapotban legyen.

A 81 görgők forognak, az alsó 81 görgők a 12 lap F haladási irányához képest pozitív irányba forognak, azaz lényegében a forgási irány megegyezik az F haladási iránnyal, míg a felső 81 görgő ezzel ellentétes irányba forog, a forgási sebesség azonban mindegyik görgőnél azonos, és megegyezik a 12 lap haladási sebességével.

A felső 81 görgő magassága beállítható úgy, hogy a 12 lapra kifejtett nyomás elegendő legyen ahhoz, hogy a benne lévő üvegszálak a hőre lágyuló műanyaggal impregnálódjanak.

Mivel a 81 görgők a 12 lappal érintkezésben állnak, a hőre lágyuló műanyagból egy filmréteg igen gyorsan lerakódik a felületükre. Előnyös tehát, ha ezeket a 81 görgőket egy-egy 82 késsel látjuk el, amelyeknek egyrészt az a szerepük, hogy a felületeket lekaparják és egyidejűleg megakadályozzák azt, hogy az üvegszálakból hibás menet alakuljon ki, továbbá elősegítik az olvadt, hőre lágyuló műanyag homogén eloszlását a 12 szalag teljes hossza mentén. Ily módon nem lesz feleslegesen vastag filmréteg az egyes 81 görgőkön, és ezt a felesleges mennyiséget lehet felhasználni arra, hogy az üvegszálak közötti hézagokba tápláljuk, azokhoz a szálakhoz, amelyek adott esetben nem megfelelőn vannak bevonva.

A 82 kések szöge a tengelyekhez képest beállítható úgy, hogy optimális legyen a hatásfokuk.

··♦ · · ♦ · ♦ · ♦ · ···· ·» · **w· *

- 16 Egy másik változat - amely ugyanezt a célt szolgálja, nevezetesen azt, hogy a hőre lágyuló műanyag eloszlása megfelelően szabályozva legyen - úgy valósítható meg, hogy a 82 kések helyett a három 81 görgőt kissé alacsonyabb forgássebességgel mozgatjuk, mint amilyen sebességgel a 12 lap halad. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben nemcsak egyszerűen biztosítani kell a 81 görgőknek a megfelelő motorral történő meghajtását, hanem egy sebesség szabályozó mechanizmust is be kell építeni.

Itt jegyezzük meg, hogy olyan megoldás is elképzelhető, hogy olyan 70 kemencét alkalmazunk, amelybe a 80 impregnáló eszköz is be van építve, a 80 impregnáló eszköznek azonban ebben az esetben a 70 kemencében lévő hőmérsékletet ki kell bírnia. A 70 kemence kimeneténél van az első 100 formázó szerszám, amely lehet egy olyan présszerszám, melynek keresztmetszete úgy van kialakítva, hogy képes arra, hogy a 12 lapot úgy formázza, hogy egy megfelelő keresztmetszetű és méretű 13 szalag alakuljon ki belőle. A különböző kiviteli alakoktól függően a szerszám nyílása adott esetben négyszögletes lehet annak érdekében, hogy megfelelő sík szalagot lehessen létrehozni, amelyet azután adott esetben tovább lehet deformálni, vagy a szerszám nyílása lehet egy komplex alakzatú, és ebben az esetben az adott profilnak megfelelően készül el a szalag. A szerszám nyílása előnyösen a mozgatható részben van kiképezve, amely az álló szerszámrészhez és tartóelemhez van rögzítve, ily módon ugyanis könnyű tisztítani és cserélni.

Ugyancsak előnyös, ha a szerszámot fütjük annak érdekében, hogy a hőmérsékletet a 100 formázó szerszám felületén megközelítően azon az értéken tartjuk, amely a hőre lágyuló műanyagból készült lap olvadási hőmérsékletéhez közel esik, vagy olyan hőmérsékleten, amelyen még a hőre lágyuló műanyag megfelelően alakítható. így például egy vagy több ellenállás fűtő szállal is lehet fűteni a szerszámot, amelyek a szerszám egy vagy több tartománya köré vannak tekercseléssel felvive.

A 4. ábrán láthatóaz első 100 formázó szerszám egy példaként! kiviteli alakja. A 100 formázó szerszám tartalmaz egy megközelítőleg hengeres 105 testet, amelynek az áramlási irányt tekintve közelebbi oldalánál van egy szélesebb 107 nyílás, amelyen keresztül a 12 lap bevezetésre kerül, ezt követően van egy 106 üreg, amelynek szélessége konstans, míg a magassága fokozatosan csökken a 13 szalag kívánt vastagságának az értékéig, amelyet létre akarunk hozni, majd az áramlási irányt tekintve a 100 formázó szerszám hátsó részénél van egy 108 kimenet, amelyen keresztül a már két szalag elhagyja a 100 formázó szerszámot. A hengeres 105 testnek egy része a 109 fűtöegységben van elhelyezve. A fűtés maga előnyösen villamos ellenállás fűtéssel van megvalósítva, oly módon, hogy egy szalagszerű fűtőelem van a 109 fűtőegység köré tekerve, előnyösen a hengeres 105 test rész körül, amely benyúlik a 109 fűtőegységbe.

Egy további kiviteli alak szerint az első 100 formázó szerszám különböző alakú görgőkből is kialakítható, amelyek között a szálakból képezett 12 lap fut. Ezzel a kiviteli alakkal különböző keresztmetszetű és alakú 13 szalagok állíthatók elő, előnyösen azonban a sík 13 szalagok előállítására használható.

Ezen kiviteli alaknak megfelelő egyik megoldás látható az 5. ábrán, ahol látható egy hengeres alsó 101 görgő és egy hiperboloid keresztmetszetű 102 görgő, amely 102 görgő kissé el van tolva függőlegesen az F irányba az alsó 101 görgőhöz képest, mindkét 101 és 102 görgő megfelelően forog és fűtve van, annak érdekében, hogy a 12 lapot képező hőre lágyuló műanyag alakítható legyen.

Az első 100 formázó szerszám célja, hogy a 12 lapból egy olyan 13 szalagot állítson elő, amelynek állandó a vastagsága, és amely oly módon van létrehozva, hogy a 11 szálakat úgy hozza össze, hogy azok érintkezhessenek

- 18 egymással, és ily módon a 13 szalagban keresztirányba egy folytonosságot valósít meg. Lényegében tehát az első 100 formázó szerszám a 12 lapot egy központi tengely körül koncentrálja úgy, hogy csökkenti a szélességét, amely szélesség meg lett növelve akkor, amikor a 12 lap a 80 impregnáló eszközön áthaladt, és a 12 lap szálai a központi laphoz képest egymástól távolabb kerültek annak érdekében, hogy megfelelően lehessen vezetni majd a 13 szalagot a 110 kalander irányába.

A központ felé történő megvezetés és a szálak összefogása azáltal van biztosítva, hogy a felső 102 görgő hiperboloid alakú, és a magassága úgy van beállítva, hogy lehetővé teszi, hogy viszonylag nem túl erős nyomást fejtsen ki a felső 102 görgő felülete a 12 lapra annak érdekében, hogy ott a szálak megfelelően koncentrálódjanak.

Az első 101 és a második 102 görgő ellenirányú forgása elsősorban megakadályozza azt, hogy a hőre lágyuló műanyag kiszáradjon, másod sorban pedig azt akadályozza meg, hogy a összesűrűsödjenek, amely az eloszlás egyenletességét veszélyezteti, és ennek következtében a 13 szalag vastagsága sem lesz egyenletes.

Az első 100 formázó szerszám után van egy második 200 formázó szerszám elhelyezve, amely a 6. ábrán látható. A második 200 formázó szerszám lényegében egy betápláló szerszám egyrészről, ahol legalább egy 13 szalag kerül betáplálásra, és amely úgy van előállítva, ahogy az előzőekben ismertettük, másrészről viszont egy 300 extruderrel van összekapcsolva, amely 300 extruder önmagában ismert a területen jártas szakemberek számára, amely nyomás alatt legalább egy második extrudálható olvadt 30 szerves anyagot továbbít.

A 6. ábrán részben robbantott keresztmetszeti rajz segítségével látható a második 200 formázó szerszám térbeli rajza, a keresztmetszet a 13 szalag tengelyére merőlegesen és a 13 szalag haladási irányára is merőlegesen van felvéve. A robbantott rajzon jói látható a 300 extruder, amely az extrudálható 301 anyagot továbbítja, továbbá látható ezen 301 anyagnak az útja a 200 formázó szerszámon belül.

A második 200 formázó szerszámnak van egy 201 bemenete a 13 szalag számára, amelyet F1 nyíl irányába vezetünk be, van egy 211 bemenete a második extrudálható 301 anyag számára, amelyet az F2 nyíl irányába vezetünk be.

A 13 szalag a 202 üregen van keresztül vezetve, majd innen halad tovább a 203 üregbe.

Az extrudálható 301 anyag a 202 és 213 csatornákon halad keresztül, amelyek a 203 üregtől elfelé vezetően helyezkednek el. Ezek a 212 és 213 csatornák azt a célt szolgálják, hogy a 203 üregbe betáplálják az extrudálható 301 anyagot különböző oldalakról.

A 212 és 213 csatornát 214 és 216 szűkületekkel vannak kialakítva, annak érdekében, hogy megfelelően legyenek bevezethetők a 216 és 217 csatornákba, amelyeknek kisebb a keresztmetszete, mint a 212 és a 213 csatornáknak. Ily módon túlnyomás hozható létre az extrudálható olvadt 301 anyag.

További 216 és 217 csatornák vezetnek a 203 üregbe.

A 203 üreget 218 és 219 falak határolják, amelyek ferde csíkokként vannak kiképezve, és amelyek a 204 kimenetben végződnek. Ily módon egy olyan konvergens rendszer érhető el, amely lehetővé teszi, hogy az extrudálható 301 anyagot úgy továbbítsuk, hogy az a 13 szalaggal érintkezzen. A P túlnyomás - amelyet létrehoztunk - lehetővé teszi, hogy egy közvetlen kapcso

- 20 lat alakuljon ki az extrudálható 301 anyag és a 13 szalag között, miközben meg van akadályozva a hőre lágyuló műanyag visszafolyása.

A 203 üreget célszerűen úgy kell kialakítani, hogy az extrudálható 301 anyag egyenletesen konvergáljon és haladjon minden irányba a 13 szalag körül. Ezt biztosítandó előnyös, hogyha csonka kúp alakú megvezetö részeket alkalmazunk, amilyenek a 218 és 219 ferde falak, amelyek a 202 üreg körül helyezkednek el.

Ily módon lehetőség van arra, hogy az extrudálható 301 anyagáramot úgy irányítsuk, hogy a 13 szalag a kívánt elrendezésben alakuljon ki, és létrejöjjön egy olyan 14 idomtest, ahol az erősítő és merevítő elemek adott geometriai alakzat szerint és a kívánt felhasználásnak megfelelően helyezkednek el.

A találmány szerinti eljárást megvalósító berendezés kialakítható úgy is, hogy maga a 300 extruder elhelyezhető azon irány mentén is, amelynek mentén a 14 idomtest a berendezésbe vezet. Még pontosabban kialakítható úgy is az elrendezés, hogy a 300 extruder az extrudálható 301 anyagot a 14 idomtest és a 10 idomtest tengelye mentén adagolja be, és legalább egy 13 szalag van legalább az egyik irányba elhelyezve, és a 10, 14 idomtestek továbbítási tengelye mentén halad, azt követően, hogy a második 200 formázó szerszámba bejutott.

Ily módon olyan 10 idomtesteket lehet megvalósítani, amely több 13 szalaggal van megerősítve.

A második 200 formázó szerszám után a termék haladási irányát tekintve egy 110 kalander van elhelyezve, amely megvezeti a 14 idomtestet, amelynek a hűtése a szerszám kimenetétől indul el akkor, amikor onnan kilépve a környező levegővel érintkezik, és tovább van vezetve a 14 idomtest egy

- 21 adott hütöeszközhöz, amelynek az a célja, hogy a 14 idomtest dimenziós méreteit megfelelően rögzítse, és a végső megjelenési formáját is létrehozza, és így kapjuk majd meg a kimeneten a kész 10 idomtestet. A 110 kalander a 14 idomtestet hűti annak érdekében, hogy megdermedjen a második extrudálható 301 anyag, és ugyanakkor megadja a felületének a sima megjelentés! formáját.

A 110 kalander adott esetben 111 görgőkből áll, amelyek lehetőleg belsőleg cirkulált vízzel vannak hűtve. Még előnyösebb, ha a hideg szerszámnak ugyanolyan a kialakítása és a mérete, mint a meleg 100 formázó szerszámnak, és a hőmérséklete pedig a szobahőmérséklet és például 200°C értéken van.

A 13 szalag végső hűtését a 120 hűtőtartályban valósítjuk meg, amely előnyösen egy víztartály, és amely a 110 kalander után van elhelyezve, és ezen a 120 hűtötartályon keresztül halad át a 14 idomtest a továbbítása során. A 120 hűtőtartály adott esetben tartalmazhat olyan szóróelemeket is, amelyek a hűtőfolyadékot a 10 idomtestre szórják.

Az összes hűtési művelet során a második extrudálható 301 anyag teljes tömege megdermed, ahogyan megdermed az első hőre lágyuló műanyag is, és ily módon a szálak úgy fognak elhelyezkedni, hogy szálas merevítő és rögzítő elemei összekötik a második extrudálható anyag mátrixait.

A 120 hűtőtartály után egy 130 hernyótalpas továbbító eszköz van elhelyezve, amelyet önmagában ismert módon olyan szerkezetet képez, amely megvezeti a szálakat és a 13 szalagot oly módon, hogy a teljes vonal mentén feszítő erőt fejt ki. Ez állítja be a kiadagolás sebességét és a 12 lapok beadagolásának a sebességét ill. a 13 szalag sebességét.

Végül megjegyezzük, hogy az 1 berendezés adott esetben a gyártási sor

- 22 végénél tartalmaz egy fűrészt, amellyel az idomtesteket levágjuk annak érdekében, hogy könnyebb legyen a tárolásuk.

A találmány szerinti eljárást a következő módon végezzük el:

Az eljárás azzal kezdődik, hogy kézi úton húzunk ki minden egyes 11 szálat a 2 szálcsomagokból, és kézi úton tesszük úgy, hogy a 130 hernyótalpas továbbító eszköz mindegyik 11 szálat megfelelően befogja, és mindegyik szál áthaladjon az összes eszközön, amely a berendezéshez tartozik. A példaként! kiviteli alaknál 35 üveg/poliészterrel kevert motringot használtunk, amelynek a szálait a TWINTEX márkanéven ismert 860 tex-es átlagos lineáris sűrűségű szál képezte, amely 65 tömeg% üveget tartalmazott. A poliészter, elsősorban polietilén-tereftalát képezi ebben az esetben az első hőre lágyuló műanyagot.

A 70 kemencét és az 1 berendezés fűtőelemét olyan hőmérsékletre melegítettük fel, hogy elérje azt a hőmérsékletet, amely a poliészter olvadáspontja, polietilén-tereftalát esetében ez 254°C.

A többi eszköz a következő hőmérsékleten működött:

a 80 impregnáló eszköz elemei: 290°C;

az első 100 formázó szerszám görgői, amelyek a 4. ábra szerinti kiviteli alaknak megfelelően voltak kialakítva: 270-300°C;

a présszerszámmal kialakított kiviteli alak esetében az első 100 formázó szerszám: 310°C;

a második 200 formázó szerszám: 190-200°C, abban a tartományban, ahol közeli szoros érintkezés van a 13 szalag és a második extrudálható 301 anyag között.

A 130 hernyótalpas továbbító eszköz akkor kerül bekapcsolásra és adagolásra, amikor a második csomag elindul.

A 11 szálak áthaladnak a 31 szálvezető szemeken, majd szétterülnek a szabályozó 40 eszköz 41 rúdjain, és ezt követően az 50 fésű 51 fogai között vannak elrendezve olyan formában, hogy a 12 lap kimeneténél párhuzamos 11 szálak alakuljanak ki.

A következő lépésben a 12 lap a 60 villamos berendezéssel találkozik, amely a statikus elektromosságot távolítja el.

A következő lépésben a 12 lap belép a 70 kemencébe úgy, hogy az első hőre lágyuló műanyag eléri az olvadáspontját. Ezt követően áthalad a fűtött görgők között a 80 impregnáló eszközben, amely lehetővé teszi számára, hogy gördítve legyen, kihajtja belőle a levegőt, és lehetővé teszi az első hőre lágyuló műanyag számára, hogy az üvegszálakat körülvegye és egyenletesen eloszoljon. Hangsúlyozni kívánjuk, hogy a hőre lágyuló műanyag mennyiségét nem kell külön mérni, mivel az közvetlenül van adagolva a szalag nyersanyagában azáltal, hogy össze van keverve az üvegszálakkal. A 12 lap hőmérséklete azt követően, hogy a 80 impregnáló eszközön áthaladt, 260-270°C-ról indul.

A 12 lap ezt követően az első 100 formázó szerszám 101 és 102 görgői vagy szerszámrészei között halad át annak érdekében, hogy átalakuljon 13 szalaggá, és a 11 szálakat egymáshoz közel helyezze el úgy, hogy érintkezzenek egymással. A formázást követően a 13 szalag hőmérséklete 270280°C.

A 13 szalag ezt követően belép a második 200 formázó szerszámba egy adott távolság megtétele után, amelynek során kissé lehűl, egészen kb. 210°C-ig.

A második 200 formázó szerszámba ezzel egyidejűleg betápláljuk a második extrudálható második 301 anyagot.

- 24 Az érintkezés a 13 szalag és a második extrudálható 301 anyag között megközelítőleg 190-200°C-on megy végbe.

A következő lépésben a 14 idomtestet a 110 kalander görgői között vezetjük 5 át, amely rögzíti a 14 idomtest végső alakját azáltal, hogy a második extrudálható 301 anyag felületét megdermeszti és megerősíti ill. rögzíti a szálakat. Az így kapott 10 idomtest a találmány szerint kialakítva olyan, hogy konstans értékű a vastagsága és sima a megjelenése. A 10 idomtest hőmérsékletet - amikor a 110 kalandert elhagyja - megközelítőleg 100°C.

Annak érdekében, hogy könnyebb és gyorsabb legyen a 10 idomtest teljesülése, átvezetjük még egy 120 hűtőtartályon, és amikor azt elhagyja, megközelítőleg 30°C-os szilárd terméket kapunk, amely elegendően merev ahhoz is, hogy fel lehessen vágni, annak érdekében, hogy könnyebben lehes15 sen tárolni, szállítani és használni.

Az ily módon kapott kompozit idomtest olyan lesz, hogy egy nagyon szoros kötés alakul ki az erősítő 13 szalag és a második extrudálható 301 anyag mátrixa között. Amikor P túlnyomást alkalmazunk, amely elegendően nagy, 20 úgy az idomtest már semmiféle porozitással sem fog rendelkezni.

Annak bemutatására, hogy a találmány szerinti eljárás során milyen idomtest állítható elő, és annak mik az előnyei, kísérleteket és mintadarabokat készítettünk, amelyeket különböző mechanikai vizsgálatoknak vetettünk alá. Az 25 eljárással készített idomtest egy szilárd, merev idomtest. A vizsgált mintadarabok keresztmetszete 30 mm szélességű és 7.5 m vastagságú keresztmetszet volt.

Az erősítő szalag 18 mm széles és 1 mm vastagságú volt. A szalag széles 30 oldalát 1 mm-re helyeztük el a mintadarabok első szélesebb oldalától. Ezt követően a szalagot a második műanyaggal fedtük be kb. 5.5 mm-re az

- 25 egyik oldalától és 1 mm-re a másik oldalától.

Az idomtest szélességén a szalagot központosítottuk, és a szélességében körül volt véve kb. 11 mm értékben a második hőre lágyuló műanyaggal.

A második hőre lágyuló műanyag polivinil-klorid (PVC) volt.

A mechanikai szilárdsági vizsgálatokat hárompontos vizsgálatokkal végeztük. Hajlítási vizsgálattal, azokon a mintadarabokon, amelyek 30 x 7.5 mm keresztmetszetűek voltak, ahogy az előbb is jeleztük, és a tartóelemek közötti távolság 20-szorosa volt a mintadarab szélességének, a méréseket szobahőmérsékleten végeztük az ISO 14125 szabványnak megfelelően, és ily módon határoztuk meg az idomtest rugalmassági modulusát, nevezetesen Eidomtest = 3600 ± 200 MPa.

Összehasonlításként vettünk egy kizárólag PVC-böl álló, azonos méretű idomtestet, amelynek a rugalmassági modulusa a mérések alapján: Epvc ⁼ 2650 MPa.

Az erősítő szalag a rugalmassági modulus megközelítőleg 40 %-os növekedését eredményezte.

Lehetőség van arra, hogy az idomtesten belül a rugalmassági modulus növekedését optimalizáljuk, például úgy, hogy az erősítő szalag tengelyét az idomtest semleges szálának tengelyéhez képest eltoljuk. Egy további kísérletsorozatot úgy végeztünk el az előzőekben említett méretű mintadarabokon, hogy az erősítő szalag az idomtest semleges szálának a tengelyétől el volt távol ítva, és ekkor a következő eredményeket kaptuk:

Eidomtest = 4800 ±100 MPa, azaz a rugalmassági modulus növekedése megközelítőleg 80%-os volt.

- 26 Egy harmadik kísérletsorozatot úgy végeztünk el, hogy az idomtestnek kétszeres volt a szélessége, mint ez előző esetben, azaz 15 mm, és két 1 mm vastagságú és 18 mm szélességű szalagot alkalmaztunk.

A két szalag külső szélesebbik oldala 1 mm-re volt elhelyezve az idomtest szélesebb részének a szélétől. Ily módon tehát 11 mm-nyi második műanyag volt a két szalag belső peremei között.

Ennél az idomtestnél a következő rugalmassági modulus adatokat mértük: Etwo-tape profil = 7350 ± 200 MPa

Az egyedül PVC-böl készült idomtesthez képest a rugalmassági modulus növekedése majdnem háromszoros volt.

További mechanikai szilárdság vizsgálatokat végeztünk hárompontos hajítással egy negyedik mintadarab sorozaton is, ahol a mintadarab hőmérsékletét változtattuk.

Olyan mintadarabokat vizsgáltunk, amelyeknek négyszögletes volt a keresztmetszete, mégpedig 13 mm széles és 3.7 mm vastag, az erősítő szalag vastagsága 1 mm volt, és 1 mm-re volt elhelyezve a mintadarab első oldalától. A tartóelemek közötti távolság 48 mm volt.

A mechanikai szilárdsági vizsgálatokat 30-120°C hőmérséklet tartományban végeztük el, és minden egyes hőmérsékleti értéknél megmértük az idomtest rugalmassági modulusát. A rugalmassági modulus változása a 7. ábrán figyelhető meg, ahol a folytonos vonal a találmány szerint előállított és megerősített idomtestre vonatkozik, míg a szaggatott vonal a nem megerősített idomtestre. A 7. ábrán jól látható a rugalmassági modulus változása, ahol egyébként a két görbe ugyanabból a kiindulási pontból, nevezetesen 30°Cról indul.

- 27 Ha viszonylag kedvezőtlen geometriai elrendezése van az idomtestnek és az erősítő elemnek, azaz az erősítő elem az idomtest semleges szálához viszonylag közel helyezkedik el, úgy a rugalmassági modulus változása szobahőmérsékleten viszonylag kisebb, mint amit a korábbi vizsgálatoknál tapasztaltunk.

Abban az esetben, ha nem megerősített PVC mintadarabot figyelünk meg, úgy a rugalmassági modulusnak hőmérsékletváltozás következtében bekövetkező csökkenése rendkívül gyors a hőmérséklet növekedésével, és az üveg átmeneti hőmérséklet megközelítőleg 100°C-on van. Csak jelzésként említjük meg, hogy a rugalmassági modulus megközelítőleg 1000 MPa 80°C-on és néhány MPa 120°C-on.

A megerősített PVC mintadarabok esetében a rugalmassági modulus stabilitása figyelhető meg a hőmérséklet növekedésével, legalább 70-80°C-ig, és egy kevésbé gyors csökkenéssel a nagyobb hőmérsékletek felé, az üveg átmenet kb. 90°C-on van. Jelzésként említjük meg, hogy 80°C-on 2000 MPanál nagyobb a rugalmassági modulus, míg 120°C-on kb. 500 MPa.

A fentiek alapján bemutattuk tehát, hogy milyen kiváló a terhelés továbbítás a hőre lágyuló mátrix és az erősítő elem között szobahőmérsékleten és magasabb hőmérsékleten. Anélkül, hogy részletesen magyarázatokba bocsátkoznánk, megemlítjük azt is, hogy igen kiváló kohéziós paramétereket valósítottunk meg a találmány szerinti lépések alkalmazásával, különösen pedig, ha a szalag üvegszálakból és szerves szálakból áll, ezzel ugyanis egészen figyelemre méltó paramétereket tudtunk megvalósítani.

A találmány szerinti eljárást és berendezést példaként! kiviteli alakjai segítségével mutattuk be, azonban egyéb kiviteli alakok is megvalósíthatók, így például az erősítő szalag nem kell feltétlenül sík legyen, lehet valamilyen szög alatt vagy ívelten kialakított megoldás is.

- 28 A találmány szerinti eljárással lehetőség van arra, hogy olyan például polipropilénből készült műanyag csöveket gyártsunk, amely belső, középső vagy külső csőszerű erősítő elemmel van ellátva, amelyek a csövet képező műanyaggal vannak összekeverve. A csőszerű erősítő elem olyan szalag, 5 amely folytonos szálakból van kialakítva, amelyben hőre lágyuló műanyag, a példa esetében előnyösen polipropilén van, azaz a szalagot a mozgási tengelye körül vagy azt megelőzően, hogy az extrudáló szerszámon keresztül vezetjük, vagy azzal egyidejűleg feltekercseljük. A műanyag cső előnyösen úgy választható meg, hogy egyéb anyaggal kombinálható vagy kezelhető, és 10 így a megfelelő külső megjelenést is biztosíthatjuk, vagy adott esetben egy elasztomer borítást is rá lehet vinni.

A találmány szerinti eljárás előnyösen rudak, sínek, csövek, tömlők gyártására használható, például úgy, hogy megfelelő vízzáró elemmel vannak el15 látva, tokozással stb.

Claims (25)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás kompozit idomtest előállítására, amely kompozit idomtestet hőre lágyuló, erősítő szálakkal megerősített szerves anyag alapon állítjuk elő, és az eljárás során folytonos erősítő szálakat hozunk érintkezésbe a hőre lágyuló szerves anyaggal, és a kompozit elemet formázzuk, azzal jellemezve, hogy az eljárás során az alábbi lépéseket végezzük el:

   folytonos üvegszál és első hőre lágyuló műanyag alapon kialakított folytonos szálakat (11) hozunk össze úgy, hogy párhuzamos helyezkedjenek el, és legalább egy, megfelelően összeillesztett szalagot (13) képezünk melegítéssel, és a szalagban (13) az erősítő szálak (11) az első hőre lágyuló műanyaggal impregnáltan helyezkednek el, és a legalább egy szalagot (13) formázó szerszámba (200) vezetjük, amelynek mérete az idomtest keresztmetszetéhez illeszkedően van kialakítva, és legalább egy második olvadt hőre lágyuló szerves anyagot (301) vezetünk be egyidejűleg a formázó szerszámba (200) a szalaggal (13) vagy szalagokkal (13) érintkezésbe, és így hozunk létre egy olyan idomtestet (10), amely legalább egy második hőre lágyuló szerves anyagból van, amelyet legalább egy szalaggal (13) megerősítettünk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szalagot (13) olyan folytonos szálakból (11) formázzuk, amely üvegszálakat és első hőre lágyuló műanyagból készült szerves szálakat tartalmaz.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szálakat (11) úgy hozzuk össze egymás mellé, hogy folytonos üvegszálakat alkalmazunk és folytonos szálakat első hőre lágyuló műanyagból, és ezeket egymással összekeverjük.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy.

   - 30 első hőre lágyuló műanyagból és erősítő szálakból kialakított szálakat (11) hozunk létre úgy, hogy az első hőre lágyuló műanyagból kialakított szálakt és az erősítő szálakat legalább egy lapot (12) képezöen egymás mellé párhuzamosan elhelyezzük, legalább egy lapot (12) egy olyan tartományba viszünk be, ahol felmelegítjük egy olyan hőmérsékletre, amely az első hőre lágyuló műanyag olvadási pontját legalább eléri, ugyanakkor azonban nem éri el az erősítő szálak lágyulási hőmérsékletét, legalább egy lapot átvezetünk egy impregnáló eszközön úgy, hogy eközben a hőmérsékletet olyan értéken tartjuk, amely az első hőre lágyuló műanyag még alakítható, annak érdekében, hogy az első olvadt hőre lágyuló műanyagot egyenletesen eloszlassuk, és az erősítő szálakat a műanyaggal integráljuk.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább egy lapot bevezetünk egy első formázó szerszámba (100), miközben a formázó szerszám hőmérsékletét olyan értéken tartjuk, amelyen az első hőre lágyuló műanyag még alakítható, és így biztosítjuk, hogy a kialakított, legalább egy szalagot (13) a szálakkal úgy hozzuk össze, hogy azok érintkezésben vannak, és ily módon egy keresztirányú folytonosságot biztosítunk.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy adott csomagolásból az erősítő szálakat képező és az első hőre lágyuló műanyag szálakat képező folytonos szálakat (11) letekerjük, és a szálakat úgy hozzuk össze, hogy egy lapot (12) képeznek, miközben a szalagban a feszültséget szabályozzuk.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szálakat (11) a statikus elektromosságtól megszabadítjuk, mielőtt a szálakból képezett lapot a fűtőtartományba bevezetjük.

   ’.«· ^:,r
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy második műanyagot (301) vezetünk a formázó szerszámba (200) azt követően, hogy azt egy extruderrel (300) kondicionáltuk.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az idomtestet (14) lehűtjük annak érdekében, hogy a méreteit rögzítsük, és megfelelő külső megjelenést adjunk a végső idomtestnek (10).
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a eljárás végén az idomtestet (10) a tároláshoz felvágjuk.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első hőre lágyuló műanyag poliészter, a második hőre lágyuló műanyag polivinil-klorid.
12. 12. Berendezés az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósítására, azzal jellemezve, hogy a berendezés az alábbi elemekből áll:

    egy olyan elemből, amely folytonos üvegszálakból és első hőre lágyuló műanyagból kialakított folytonos szálakból párhuzamos szál (11) elrendezést hoz létre, egy olyan elemet, amely legalább egy szalagot (13) létrehozó fűtőelem, ahol a szalagban (13) az üvegszálak az első hőre lágyuló műanyaggal vannak impregnálva, és formázó szerszámot (200), amely az idomtest (10) keresztmetszetéhez illeszkedőre van kiképezve, továbbá egy olyan elemet, amely egyidejűleg alkalmas legalább egy szalag és legalább egy második olvadt, hőre lágyuló szerves anyag (301) bevezetésére a formázó szerszámba (200), a szalaggal vagy szalagokkal érintkeztetve, és ily módon egy olyan idomtestet létrehozóan, amely legalább egy második hőre lágyuló szerves műanyagból van, amely legalább egy szalaggal (13) van megerősítve.
13. 13. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tártál- ,:λ ^:*r

    - 32 máz:

    az erősítő szálakból és első hőre lágyuló műanyag szálakból folytonos szálat (11) létrehozó elemet, valamint ezeket a folytonos szálakat egy lap (12) formájára létrehozó elemet, a legalább egy lapot (12) olyan hőmérsékletre felfűtő elemet, amely hőmérséklet a hőre lágyuló műanyag olvadáspontját legalább eléri, de nem éri el az erősítő szálak lágyulási hőmérsékletét, impregnáló eszközt (80), a legalább egy fűtött lap (12) impregnálására úgy, hogy az első olvadt hőre lágyuló műanyagot egyenletesen eloszlatja, és az erősítő szálakat ezekkel impregnálja.
14. 14. A 12. vagy 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fűtőelemek kemencék (70).
15. 15. A 12-14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy, a szálakat (11) megfelelően összerendező elemet, amely előnyösen egy fésű (50), amely fésű fogai (51) egymástól adott távolságra egyenletesen és párhuzamosan elrendezett szálakat (11) hoz létre.
16. 16. A 13-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az impregnáló eszköz (80) fűtött forgó görgőket (81) tartalmaz, amelyek háromszögben vannak elhelyezve, és amelyek között a lap (12) van továbbítva, és a görgők (81) egymáshoz képesti magassága úgy van beállítva, hogy a lap (12) felületére megfelelő nyomást fejtsenek ki.
17. 17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik görgő (81) el van látva a görgők (81) között a lap (12) áthaladása után fennmaradó olvadt, hőre lágyuló műanyag lekaparására kiképezett késsel (82).
18. 18. A 12-17. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemez-

    ·..* ^:·ί·

    - 33 ve, hogy tartalmaz legalább egy lapot (12) legalább egy szalaggá (13) átalakító formázó szerszámot (100).
19. 19. A 12-18. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az első formázó szerszám (100) egy présszerszám, ami előnyösen fűtve van.
20. 20. A 12-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a formázó szerszám keresztmetszete az idomtesthez (10) igazodóan van kiképezve, és tartalmaz a formázó szerszám olyan elemeket, amelyek második olvadt hőre lágyuló műanyagot hoznak érintkezésbe a szalaggal (13) túlnyomás (P) alkalmazásával.
21. 21. A 12-20. igénypontok bármelyike szerinti berendezés .azzal jellemezve, hogy egy extruder (300) van a második olvadt hőre lágyuló műanyagot a formázó szerszámba (200) továbbítóan kiképezve, amely formázó szerszámnak (200) a mérete az idomtest (10) keresztmetszetéhez illeszkedően van kialakítva.
22. 22. A 12-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy hűtőeszközt, amely hűtőkalander (110), hideg présszerszám vagy folyadékszóró elem valamelyikéből van kialakítva.
23. 23. Az 12-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy, a szálakban (11) lévő feszültséget szabályozó eszközt (40), amely a szálak (11) haladási irányát tekintve azon elem előtt van elhelyezve, amely a szálakat (11) összerendezi.
24. 24. A 12-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fűtőelem előtt egy antisztatizáló villamos berendezés van elhelyezve.
25. 25. Idomtest, amely az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárással ke- rült előállításra.

    A meghatalmazott:

    _Sra. . DANUBIa

    Szabadalmi es ’ -

    'jegy Iroda s teg» almi

    Kovács sza