[go: up one dir, main page]

SK15002002A3 - Spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty vystuženej výstužnými vláknami a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty vystuženej výstužnými vláknami a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu Download PDF

Info

Publication number
SK15002002A3
SK15002002A3 SK1500-2002A SK15002002A SK15002002A3 SK 15002002 A3 SK15002002 A3 SK 15002002A3 SK 15002002 A SK15002002 A SK 15002002A SK 15002002 A3 SK15002002 A3 SK 15002002A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
thermoplastic
strip
profile
mass
sheet
Prior art date
Application number
SK1500-2002A
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Boissonnat
Edward Cooper
Guy Zanella
R�Mi Carel
Philippe Macquart
Thierry Gay
Original Assignee
Saint-Gobain Vetrotex France S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Vetrotex France S.A. filed Critical Saint-Gobain Vetrotex France S.A.
Publication of SK15002002A3 publication Critical patent/SK15002002A3/sk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07Flat, e.g. panels
    • B29C48/08Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

Vynález sa týka výroby kompozitného profilu na báze organickej termoplastickej hmoty, vystuženej výstužnými vláknami.
Doterajší stav techniky
V snahe po uľahčovaní rôznych výrobkov je bežné, že sa výrobky vyrábajú z plastu namiesto materiálov s vyššou hustotou, pričom plast je vo vnútri vystužený najmä vláknovými výstužami na udržiavanie mechanickej pevnosti výrobku.
Je známe, že sa používajú výstuže obsahujúce krátke vlákna, zmiešavané priamo s plastom alebo privádzané vo forme kompozitných materiálov ako granulí obsahujúcich výstuže v živicovej matrici alebo v plaste. Tieto krátke vlákna však nedovoľujú vytvoriť všetky požadované typy vystuženia, najmä na zosilňovanie pevnosti v ohybe výrobkov v jednom smere v určitej miere.
Existujú výstuže na báze kontinuálnych vlákien vo forme tkanín alebo iných textílií, uspôsobené na výrobu výrobkov tvarovaním.
Zavádzanie kontinuálnych výstužných vlákien do profilového výrobku, vyznačujúceho sa veľkou dĺžkou v porovnaní s jeho zostávajúcimi dvoma rozmermi, však naďalej prináša určité problémy. Tvarovanie sa totiž ukazuje ako nákladné a zdá sa žiaduce vyvíjať iné výrobné riešenia.
32018/T
Z francúzskej patentovej prihlášky FR 2 516 441 je známy spôsob výroby tenkých profilov, obsahujúcich jednosmerné kontinuálne sklené vlákna, vnorené do termoplastickej živice. Fázy procesu na vytvorenie takýchto profilov sú nasledujúce:
- odvíjanie sklených nití z cievok na vytvorenie plošného niťového súboru (nappe),
- oddeľovanie sklených vlákien na ich odlepovanie od seba vzťahom k lubrikácii, už sú vybavené,
- ponáranie sklených vlákien do vodného kúpeľa na báze termoplastu alebo fluidného lôžka práškového plastu,
- ohrev plošného niťového súboru na odparovanie vody alebo roztavenie prášku, podľa typu ponárania sklených vlákien, a
- tvarovanie za tepla plošného niťového súboru z vlákien potiahnutých živicou na vytvorenie požadovaného profilu.
Nevýhodou spôsobu je, že je treba zaviesť pre homogénnu impregnáciu vlákien termoplastickou hmotou oddeľovanie vlákien. Tá vyžaduje špecifické zariadenie, používajúce viac valčekov, ich počet a usporiadanie na zaistenie primeraného uhla ovinutia plošného niťového súboru je určený mierou lepenia vlákien medzi sebou. Navyše je niekedy potrebné, keď je miera lepenia príliš veľká, použiť doplnkové ohrevové prostriedky k valčekom. V dôsledku toho vzniká možnosť, že sa dokonale neoddelia všetky vlákna pre umožňovanie ich následného potiahnutia termoplastickou hmotou.
Okrem toho spôsob používa impregnáciu v kúpeli z termoplastu, ktorý musí byť udržovaný na konštantnej hladine a ktorého disperzia je v stálom obehu, aby zaisťovala čo možno konštantnú impregnáciu. Prostriedky na používanie tohto kúpeľa sú však značné a problematickejšie ovládateľné na výrobnej linke. Ide o také prvky, ako kvapalinové čerpadlo, hradidlo na vytváranie konštantnej hladiny, zadržovaciu nádržku na prepad, miešacie
32018/T zariadenie na homogenitu obsahu kúpeľa, pričom tieto prvky vyžadujú pravidelné čistenie.
Podľa variantu impregnačného zariadenia na použitie fluidného lôžka sú tiež potrebné špecifické prostriedky, najmä vibrujúci systém uložený na prírubách na odmeriavanie množstva prášku unášaného vláknami.
Nakoniec je tvarovacie zariadenie tvorené dolným valčekom vybaveným drážkou, v ktorej postupuje plošný niťový súbor, a horným valčekom, slúžiacim na stláčanie plošného niťového súboru. Rôzne očakávané kalibre profilu tak so sebou prinášajú nevýhodu, že musí byť k dispozícii viac valčekov, vybavených drážkami rôznych rozmerov.
Tento spôsob, ktorý je pomalý z hľadiska uskutočnenia je tak nákladný a málo účinný.
Spôsob je okrem toho obmedzený uskutočnením tenkých profilov a poskytuje malú voľnosť prierezového tvaru profilu, najmä ak je požadované nastavovanie množstva plastu v určitých častiach prierezu profilu.
Podstata vynálezu
Vynález si teda kladie za úlohu vytvoriť spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty, vystuženej výstužnými vláknami, ktorý by sa dal vykonávať ľahko a rýchlo, ako aj ekonomicky, na priemyselnej úrovni.
Konkrétne navrhuje vynález, prostredníctvom tohto spôsobu výroby, kompozitný profil, tvorený jednak najmenej jedným pásikom z nití z kontinuálnych výstužných nití, usporiadaných v podstate rovnobežne a vo vzájomnom dotyku priľahlých nití a vzájomne spojených jednak prvou termoplastickou hmotou a jednak druhou termoplastickou hmotou a v tesnom dotyku s uvedeným pásikom alebo pásikmi.
32018/T
Podľa vynálezu sa spôsob výroby pásika vyznačuje tým, že obsahuje nasledujúce kroky:
- zvádzajú spolu do rovnobežného usporiadania kontinuálne nite na báze sklených kontinuálnych vlákien a prvé termoplastické hmoty a ich ohrievaním sa vytvára konsolidovaný pásik, v ktorom sú výstužné vlákna impregnované prvou termoplastickou hmotou, a
- najmenej jeden pásik sa zavádza do kalibrovanej hubice s prierezom zodpovedajúcim profilu a do hubice sa súčasne privádza roztavená najmenej jedna druhá termoplastická organická hmota v styku s pásikom alebo pásikmi, čím sa získa profil tvorený najmenej jednou druhou termoplastickou organickou hmotou, vystuženou najmenej jedným pásikom.
Ako bude podrobnejšie vysvetlené nižšie, rozumie sa pod pojmom pásik v zmysle tohto opisu pásikový materiál, ktorý môže byť v podstate plochý alebo zaujímať zložitejší prierezový tvar, kde každá časť je porovnateľná s pásikom.
Pásik môže byť ohybný, najmä schopný navíjania, ked: je v podstate plochý, alebo viac či menej tuhý.
Pod pojmom „konsolidovaný sa rozumie, že sklené vlákna sú impregované prvou termoplastickou hmotou tak, že pásik má určitú kohéziu a integritu, ktoré dovoľujú s ním manipulovať bez poškodenia.
Podľa vynálezu zaručuje predchádzajúca výroba konsolidované výstuže, že výstuž je zabudovávaná v profile v požadovanom tvare a s požadovanou geometriou a impregnácia prvou termoplastickou hmotou zaručuje jednak ozajstné spojenie výstuže s druhou termoplastickou hmotou alebo hmotami, ktorá/é tvoria teleso profilu.
Podľa konkrétneho uskutočnenia sa vytvorí pásik z kontinuálnych nití, obsahujúcich sklené nite a organické vlákna z uvedenej prvej termoplastickej hmoty.
32018/T
Podľa prednostného znaku vynálezu pozostávajú nite, ktoré sa združujú, z nekonečných vlákien zo skla a z termoplastickej hmoty, vzájomne spolu zmiešaných. Vnútorná štruktúra týchto nití uľahčuje impregnáciu sklených vlákien termoplastickou hmotou a najmä zlepšuje homogenitu impregnácie na vytváranie konsolidovaného pásika, ktorý sám je veľmi homogénny.
Uvedená prvá termoplastická hmota môže byť zvolená medzi polyolefínmi, najmä polyetylénom, polypropylénom, a polyestermi, najmä polyetyléntereftalátom a polybutyléntereftalátom.
Podľa konkrétneho uskutočnenia sa pre vytváranie pásika
- unášajú a zvádzajú spolu do rovnobežného usporiadania nite na báze prvej termoplastickej hmoty a sklených vlákien, vo forme najmenej jedného plošného niťového súboru (nappe),
- uvedený najmenej jeden plošný niťový súbor sa nechá vstupovať do pásma, kde sa zohrieva na teplotu dosahujúcu najmenej teplotu tavenia prvej termoplastickej hmoty, bez toho, že by sa dosiahla teplota mäknutia výstužných vlákien, a
- uvedený najmenej jeden plošný niťový súbor sa necháva vstupovať do impregnačného zariadenia pri súčasnom udržovaní jeho teploty na teplote, pri ktorej je jedna termoplastická hmota tvárna, pre homogénne rozdeľovanie roztavenej prvej termoplastickej hmoty a impregnovanie sklených vlákien touto hmotou.
Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa zavádza najmenej jeden plošný niťový súbor do prvého tvarovacieho zariadenia, pri súčasnom udržovaní jeho teploty na teplote tvárnosti prvej termoplastickej hmoty, aby sa získal najmenej jeden konsolidovaný pásik priblížením priľahlých nití do vzájomného dotyku pri vytváraní priečnej kontinuity.
32018/T
Podľa ďalšieho znaku spôsob zahrňuje krok, pri ktorom sa odťahuje z cievok kontinuálna niť z nekonečných vlákien zo skla a termoplastickej hmoty, a pri združovaní nití vo forme plošného niťového súboru sa reguluje napätie nití.
S výhodou sú nite zbavované akejkoľvek statickej elektriny pred priechodom plošného niťového súboru ohrevovým pásmom.
Podľa konkrétnych uskutočnení sa v prvom kroku vytvára pásik v podstate plochého tvaru alebo naopak tvarovaný do konkrétneho profilu.
Podľa ďalšieho znaku sa pásik deformuje pri jeho zavádzaní do hubice, ktorá tak zastáva funkciu druhého tvarovacieho zariadenia.
Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa do hubice zavádza najmenej jedna druhá termoplastická hmota, ktorá bola spracovaná vytláčacím zariadením. Takáto termoplastická hmota môže byť najmä polyolefín alebo polyvinylchlorid.
Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa profil chladí pre fixovanie jeho rozmerových vlastností a jeho vzhľadu a pre poskytovanie konečného profilu.
Podľa ďalšieho znaku sa profil na konci výrobnej linky reže kvôli jeho skladovaniu.
Pokiaľ ide o zariadenie na vykonávanie spôsobu, vyznačuje sa v podstate tým, že obsahuje:
- prostriedky na združovanie, vo forme najmenej jedného plošného niťového súboru v rovnobežnom usporiadaní, kontinuálnych nití na báze sklených kontinuálnych vlákien a prvej termoplastickej hmoty, a prostriedky, najmenej ohrevové, na vytváranie najmenej jedného konsolidovaného pásika, v ktorom sú sklené vlákna impregnované prvou termoplastickou hmotou, a
- hubicu kalibrovanú na prierez zodpovedajúci profilu, a prostriedky na súčasné zavádzanie najmenej jedného pásika a roztavenej najmenej jednej druhej termoplastickej organickej hmoty v styku s pásikom alebo pásikmi, na získanie
3201S/T profilu tvoreného najmenej jednou druhou termoplastickou organickou hmotnosťou, vystuženou najmenej jedným pásikom.
Podľa jedného uskutočnenia vynálezu zariadenie obsahuje:
- prostriedky na unášanie a prostriedky na združovanie nekonečných vlákien zo skla vo forme najmenej jedného plošného niťového súboru, vytvorených z kontinuálnych nití a z prvej termoplastickej hmoty,
- prostriedky na vyhrievanie uvedeného najmenej jedného plošného niťového súboru na teplotu dosahujúcu najmenej teplotu tavenia prvej termoplastickej hmoty, ale nie teplotu mäknutia sklených nekonečných vlákien, a
- zariadenie na impregnáciu najmenej jedného plošného niťového súboru tak, že sa homogénne rozdeľuje roztavená prvá termoptastická hmota a umožňuje sa impregnácia sklených nekonečných vlákien touto hmotou.
Podľa jedného znaku vynálezu zariadenie obsahuje ohrevové prostriedky tvorené pecami.
Podľa ďalšieho znaku vynálezu sú prostriedky na združovanie v zariadení podľa vynálezu tvorené hrebeňom, ktorého zuby dovoľujú rovnobežné usporiadanie nití s pravidelnými rozostupmi.
Podľa ešte dälšieho znaku vynálezu sú pred (na prívodnej strane z hľadiska postupu nití) združovacími prostriedkami umiestnené prostriedky na reguláciu napätia nití.
Podľa výhodného uskutočnenia je pred (na prívodnej strane z hľadiska postupu nití) ohrevovými prostriedkami umiestnené antistatické zariadenie.
Podľa ešte ďalšieho uskutočnenia vynálezu obsahuje impregnačné zariadenie tri ústrojenstvá, ktoré sú umiestnené do trojuholníka a medzi nimi postupuje plošný niťový súbor, pričom výška oddeľovania ústrojenstva je prispôsobená pre vyvíjanie vhodného tlaku na povrch plošného niťového
32018/T súboru. Ústrojenstvá môžu byť vyhrievané a otáčajúce sa valce alebo vyhrievané a pevné tyče.
S výhodou je každý valec vybavený lamelou na stieranie roztavenej termoplastickej hmoty uloženej na valec po priechode plošného niťového súboru.
Podľa ďalšieho znaku zariadenie obsahuje prvé tvarovacie zariadenie najmenej jedného plošného niťového súboru na jeho premenu na najmenej jeden pásik. Podľa ďalšieho znaku obsahuje tvarovacie zariadenie prievlak, s výhodou vykurovaný, a/alebo valčeky, medzi ktorými prechádza plošný niťový súbor.
Konkrétne tvarovacie zariadenie rovnako zaisťuje vystredenie plošného niťového súboru a obsahuje dolný valček a horný valček, presadený jeden voči druhému a otáčajúci sa vo vzájomne opačných smeroch, pričom horný valček je v tvare hyperboloidu, pričom plošný niťový súbor je sústreďovaný okolo strednej osi posunu pri jeho priechode medzi uvedenými dvoma valčekmi, na vydávanie pásika tvoreného združeným súborom priľahlých nití vo vzájomnom dotyku.
Podľa ešte ďalšieho znaku vynálezu obsahuje zariadenie podľa vynálezu na prívodnej strane hubicu, pomocou ktorej sa tvaruje uvedená najmenej jedna druhá termoplastická hmota, prostriedky na polohovanie a/alebo tvarovanie uvedeného najmenej jedného pásika na jeho uvádzanie do styku s uvedenou najmenej jednou druhou termoplastickou hmotou. Alternatívne môže tieto prostriedky obsahovať samotná hubica.
Podľa jedného uskutočnenia vynálezu obsahuje hubica prostriedky na privádzanie roztavenej druhej termoplastickej hmoty do styku s pásikom pri vyvíjaní pretlaku.
Podľa ešte ďalšieho znaku privádza vytláčacie zariadenie najmenej jednu roztavenú druhú termoplastickú hmotu do uvedenej hubice.
32018/T
Podľa ešte ďalšieho znaku vynálezu zariadenie obsahuje chladiace zariadenie profilu, najmä jeho vystavovaním vzduchu alebo chladiacej tekutine, a/alebo stykom s ústrojenstvom s chladnými alebo chladenými povrchmi, umožňujúcimi vyvolávať tuhnutie uvedenej najmenej jednej druhej termoplastickej hmoty a/alebo prvej termoplastickej hmoty a spájanie nití medzi sebou na vytváranie definitívneho profilu. Najmä môže zariadenie obsahovať chladiaci kalander (valcovaciu súpravu), pozostávajúcu najmä z dvoch otáčajúcich sa chladiacich valcov, ktoré sú uložené jeden nad druhým a sú bez vodiacich okrajov, pričom táto valcovacia súprava tak udeľuje profilu definitívny tvar.
S výhodou môže zariadenie obsahovať chladný alebo chladený prievlak, spravidla s rovnakým prierezom a rovnakou veľkosťou ako hubica, do ktorej sa zavádza pásik a uvedená najmenej jedna druhá termoplastické hmota.
Podľa výhodného znaku vynálezu môže zariadenie obsahovať prostriedky na postrek kvapalinou, dovoľujúce chladiť postupujúci profil.
Ďalšie výhody a znaky budú zrejme z nasledujúceho opisu a výkresov.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom opise na príkladoch uskutočnenia s odvolaním na pripojené výkresy, v ktorých znázorňuje: obr. 1 schému zariadenia na výrobu pásika podľa vynálezu, obr. 2 až 6 detaily určitých častí zariadenia z obr. 1, a to zariadenie na reguláciu napätia nití, otočného zariadenia na impregnáciu, a dvoch variant prvého a druhého tvarovacieho zariadenia, a obr. 7 graf mechanických vlastností v závislosti od teploty profilu získaného podľa vynálezu.
32018/T
Príklady uskutočnenia vynálezu
Zariadenie 1_, znázornené na obr. 1 umožňuje vyrábať profil 10 podľa vynálezu, ktorý je tvorený jednak pásikom z výstužných kontinuálnych nití, uložených rovnobežne a priľahlo vo vzájomnom dotyku pri sebe a vzájomne spolu spojených prvou termoplastickou hmotou, a jednak aspoň jednou druhým plastom v tesnom dotyku s uvedeným pásikom alebo pásikmi.
Každá niť, dodávaná spoločnosťou VETROTEX pod obchodným označením TWINTEX* a vyrobená spôsobom opísaným v európskom patente EP 0 599 695, je tvorená sklenými nekonečnými vláknami a nekonečnými vláknami z termoplastickej organickej hmoty typu polyolefínu alebo polyesteru, vzájomne dôkladne premiešanými.
Výrobné zariadenie 1_obsahuje, vo forme linky a od prívodnej strany k výstupnej strane, cievkovnicu 20 vybavenú viac cievkami 2 tvorenými návinmi nite 11, dosku 30 s očkami, zariadenie na reguláciu napätia nití 40, hrebeň 50, zariadenie 60 na odstraňovanie statickej elektriny, pec 70, impregnačné zariadenie 80. prvé tvarovacie zariadenie 100, najmä prievlak, druhé tvarovacie zariadenie, najmä hubicu 200, vytláčací stroj 300, kalander 110, chladiacu nádržku 120 a pásové odťahovacie zariadenie 130.
Cievkovnica 20 slúži na odvíjanie nite 1J_ z každej cievky 2. Môže byť odvíjacieho typu a pozostávať z rámu vybaveného vodorovnými otočnými osami 21_, ktoré nesú každá jednu cievku 2.
Alternatívne je možné použiť cievkovnicu odťahovacieho typu, ale to vyvoláva na niti zakrútenie, ktorý nie je konštantné a pohybuje sa od jedného zakrútenia na 50 cm až po jedno zakrútenie na 1 m, čo má za následok obmedzovanie minimálnej hrúbky hotového pásika, ktorá najmä nemôže poklesnúť pod 0,3 mm pre cievky z nite 982 tex. Toto zakrútenie môže okrem toho podporovať zmiešavanie nití počas postupu pásika na výrobnej linke, čo môže vyvolať vznik uzlíkov a/alebo viesť k nerovnobežným a nenapätým nitiam 11 vo vytvorenom pásiku.
32018/T
V dôsledku toho je možné preferovať použitie cievkovnice odvíjacieho typu, najmä na vytvorenie jemnej hrúbky pásika (menšej ako 0,2 mm). Ukazuje sa i napriek tomu v tomto prípade potrebné použiť regulačné zariadenie, označené ako zariadenie 40 na obr. 1 a 2, čo dovoľuje upraviť úroveň celkového napätia plošného niťového súboru.
Doska 30 s očkami, viditeľná tiež na obr. 2, leží v rovine, ktorá je zvislá a rovnobežná s osami 21 otáčania cievkovnice. Dovoľuje preskupovať nite 1_1_, ktoré prechádzajú každá očkom 31 pre ich vedenie smerom k zariadeniu 40 na reguláciu napätia pod uhlom prispôsobeným požadovanému napätiu. Očká 31 sú ako je známe z keramického materiálu na zabránenie poškodenia nití pri ich priechode očkami.
Zariadenie 40 na reguláciu napätia, znázornené na obr. 2, je priradené k doske 30 s očkami. Obsahuje sériu valcových tyčí 41, usporiadaných so vzájomným striedavým výškovým presadením, pričom nad resp. pod valcovými tyčami 41 prechádzajú nite 11, prichádzajúce od dosky 30 s očkami, takže sledujú zhodné sínusoidy, ktorých amplitúda má vplyv na napätie nití. Tyče sú výškovo regulovateľné, aby mohli meniť amplitúdu sínusoíd, ktorá svojim zväčšením vyvoláva prídavné napätie nití.
Na výstupe zo zariadenia 40 je uložený hrebeň 50, ktorého zuby 51 preskupujú a rovnobežne usporadúvajú nite H v pravidelnom odstupe, na získanie plošného niťového súboru 12 na spôsob zväzkov nití.
Medzi hrebeňom 50 a vstupom prvej pece 70 je zaradené elektrické zariadenie 60, slúžiace na zrušenie akejkoľvek statickej elektriny, ktorou by mohli byť nabité nite 11, aby sa zabránilo objemovaniu týchto niti, ktoré by inak mohlo vyvolať ich degradáciu v peci 70.
Pec 70 pracuje konvekciou v horúcom vzduchu. Môže sa tiež jednať o pec s infračerveným ohrevom.
32013.T
Priechodom pecí 70 je plošný niťový súbor 12 ohrievaný na takú teplotu, že má na výstupe z pece teplotu dostatočnú na dosiahnutie teploty tavenia termoplastu nití 1_1_, takže roztavený termoplast sa taví a vnára sa do sklených nekonečných vlákien nití v plošnom niťovom súbore 12.
Pec 70 môže pozostávať z dvoch po sebe nasledujúcich pecí, a to prvá pec na vstupnej strane voči druhej peci z hľadiska smeru posun plošného niťového súboru 12. Prvá pec slúži na to, aby zahriala plošný niťový súbor 12, ako je opísané vyššie, a druhá pec slúži na kondicionovanie plošného niťového súboru na nižšiu teplotu, uspôsobenú na jeho zavádzanie do tvarovacieho zariadenia 100.
Na výstupnej strane pece 70 je umiestnené otáčavé impregnačné zariadenie 80, ktoré splošťuje plošný niťový súbor 12 aby sa z nehoj vypudil vzduch, obsiahnutý medzi niťami, slúži na rozprestretie roztaveného termoplastu homogénne po šírke plošného niťového súboru, a zaručuje úplnú impregnáciu sklených nekonečných vlákien termoplastom.
Impregnačné zariadenie 80 je tvorené tromi ústrojenstvami, uloženými do trojuholníka, medzi ktorými postupuje plošný niťový súbor 12. V prvom uskutočnení môžu byť ústrojenstvá tvorené pevnými tyčami, ktorých rozstup je prispôsobený na zoraďovanie tlaku potrebného na impregnáciu. Tyče môžu byť vyhrievané na udržiavanie termoplastu na teplote tvárnosti, bez toho, že by sa lepil k povrchu tyčí. Na tento účel môže byť povrch z vhodného materiálu alebo môže byť špecificky upravený.
Podľa alternatívneho uskutočnenia, znázorneného na obr. 3, je zariadenie 80 tvorené tromi vzájomnými rovnobežnými valcami 81, uloženými do trojuholníka tak, že má dva dolné valce a horný valec. Valce sú vyhrievané a dosahujú teplotu dostatočnú na udržovanie termoplastu plošného niťového súboru v tvárnom stave.
Valce 81 sú otáčavé, pričom dolné valce sa otáčajú v kladnom smere F posunu plošného niťového súboru 12, zatiaľ čo horný valec sa otáča v opačnom smere a rýchlosti otáčania sú zhodné a zodpovedajú rýchlosti posunu
32018/T plošného niťového súboru 12. Horný valec je výškovo regulovateľný pre vyvíjanie dostatočného tlaku na plošný niťový súbor 12 za účelom zaistenia impregnácie sklenej časti termoplastom.
Na povrchu valcov 81_, ktoré sú v kontakte s plošným niťovým súborom, sa rýchlo vytvára nános filmu z termoplastickej hmoty. S výhodou sú valce vybavené každý lamelou 82 slúžiacou ako stierač vzhľadom k ich povrchu a ich funkciou je súčasne zabrániť tvorbe parazitných návinov sklených nekonečných vlákien a napomáhať rovnomernému rozdeľovaniu roztaveného termoplastu po dĺžke pásika. V prípade nadmernej hrúbky filmu na každom valci tak tento prebytok dovoľuje doplňovať poťah na sklených nekonečných vláknach, ktoré by eventuálne boli nedostatočne potiahnuté. Lamely 82 majú regulovateľný sklon za účelom optimalizácie účinnosti.
Alternatívne sa na dosiahnutie rovnakého cieľa regulácie rozdeľovania termoplastickej hmoty namiesto používania lamiel 82 uvedené tri valce poháňajú rýchlosťou o niečo nižšou, ako je rýchlosť posunu plošného niťového súboru. Toto riešenie vyžaduje nielen motorické poháňanie valcov 82, ale tiež osadenie mechanizmu na ovládanie rýchlosti.
Je treba poznamenať, že je možné si predstaviť pec, v ktorej by bolo uložené impregnačné zariadenie 80, spôsobilé odolávať teplote pece.
Na výstupe z pece je umiestnené prvé tvarovacie zariadenie 100, ktoré môže obsahovať prievlak s vhodným kalibrovým prierezom na prispôsobovanie plošného niťového súboru tvaru a rozmerom požadovaných pri pásiku. Podľa rôznych uskutočnení vynálezu môže byť otvor prievlaku v podstate obdĺžnikový na vytváranie plochého pásika, ktorý môže byť eventuálne napokon deformovaný, alebo zložitejšieho tvaru na vytváranie pásika tvarovaného podľa konkrétneho profilu. Otvor prievlaku je s výhodou vytvorený v odnímateľnom dieli, ktorý je upevnený na pevný nosič, čo dovoľuje ľahké čistenie a výmenu.
32018ΛΓ
Prievlak je s výhodou vyhrievaný na udržovanie tvarovacích plôch na teplote blízkej teplote tavenia alebo teplote tvárnosti termoplastu plošného niťového súboru. Používa sa napríklad ohrev jedným alebo viacerými vykurovacími pásmi s elektrickým odporom, obklopujúcim jednu alebo viac oblastí hubice.
Obr. 4 znázorňuje prvé tvarovacie zariadenie 100, tvorené prievlakom. Prievlak obsahuje v podstate valcové teleso 105, obsahujúce veľký otvor 107 na vstupnej strane, ktorým sa privádza plošný niťový súbor 12, dutinu 106, ktorej šírka je konštantná a jej výška klesá až na požadovanú hrúbku vytváraného pásika, a na výstupnej strane výstup 108, z ktorej vystupuje vytvorený pásik 13. Časť v podstate valcového telesa 105 je uložená vo vykurovacom telese 109. Vyhrievanie môže byť najmä zaistené elektrickými odpormi vo forme vykurovacích pásov, uložených okolo vykurovacieho telesa 109 a prípadne okolo časti v podstate valcového telesa 105, ktoré presahuje cez vykurovacie teleso 109.
Alternatívne môže tvarovacie zariadenie 100 obsahovať valčeky rôznych tvarov, medzi ktorými prebieha plošný niťový súbor. I ked je rovnako možné vyrábať pásik tvarovaný podľa tohto variantu, je toto zariadenie určené najmä na výrobu plochého pásika. Zariadenie podľa tohto variantu tak obsahuje, ako je znázornené na obr. 5, dolný cylindrický valček 101 a horný valček 102 v tvare hyperboloidu, ľahko posunutý smerom dozadu (oproti smeru postupu linky), vzhľadom ku zvislej rovine vedenej dolným valčekom, pričom obidva valčeky sa otáčajú a sú vykurované, na udržovanie teploty tvárnosti termoplastu plošného niťového súboru 12.
Zariadenie 100 je určené na to, aby pretváralo plošný niťový súbor £2 na pásik 13 konštantnej hrúbky, a to približovaním nití k sebe tak, že sa dotýkajú, na vytvorenie priečnej kontinuity tohto pásika. Zariadenie 100 tak sústreďuje plošný niťový súbor okolo strednej osi linky na zmenšovanie jeho šírky, ktorá bola zväčšená pri jeho priechode impregnačným zariadením 80, a znovu
32018/T vystreďuje plošný niťový súbor vzhľadom ku strednej osi výrobnej linky na vhodné vedenie pásika na výstupnej strane ku kalandru 110.
Zhromažďovanie a vedenie smerom ku stredu je dosahované hyperboloidným tvarom horného valčeka 102, ktorý svojim výškovým zoradením dovoľuje vyvíjať ľahký tlak na horný povrch plošného niťového súboru na jeho vystredenie.
Otáčanie valčekov 101 a 102 v navzájom opačných smeroch zabraňuje jednak tomu, aby nedošlo k pokrčeniu termoplastickej hmoty, a jednak bráni zhromažďovaniu tejto hmoty, ktorá by mohla narušovať jej rozdeľovanie a tým i hrúbku pásika.
Po prvom tvarovacom zariadení 100 je uložené druhé tvarovacie zariadenie 200, viditeľné na obr. 6. Tvarovacie zariadenie 200 je hubica, do ktorej sa privádza jednak najmenej jeden pásik 13 získaný ako je uvedené vyššie a jednak najmenej jedna roztavená druhá termoplastická organická hmota, privádzaná pod tlakom prostriedkom 300, najmä vytláčacím zariadením známym pre odborníka v odbore.
Obr. 6 znázorňuje rez tvarovacím zariadením 200, čiastočne v odrezanom stave a v perspektíve. Rez je vedený kolmo k rovine pásika 13 a ku smeru jeho posunu. Odrezanie časti zariadenia dovoľuje znázorniť prostriedky 300 na privádzanie termoplastickej hmoty 30 a dráhu jej priechodu tvarovacím zariadením 200. Tvarovacie zariadenie 200 je tvorené vstupom 201 pre pásik 13, zavádzaný v smere šípky F1, a vstupom 211 pre druhú termoplastickú hmotu, privádzanú v smere šípky F2.
Pásik 13 vstupuje do dutiny 202. aby skončil v dutine 203. Termoplastická hmota 30 prechádza kanálmi 212, 213, uloženými v odstupe od dutiny 202. Tieto kanály sú určené na napájanie dutiny 203 z viacerých strán termoplastickou hmotou. Kanály 212, 213 obsahujú zúženie 214, 216, aby ústili do kanálov 216, 217 s menším prierezom ako majú kanály 212, 213. Je tak
32018/T možné vytvárať pretlaky v roztavenej termoplastickej hmote. Kanály 216, 217 ústia do dutiny 203.
Táto dutina 204 je vymedzovaná stenami 218, 219. tvorenými naklonenými rovinami, ktoré ústia do vstupu 204. Získa sa tak zbiehavý systém, ktorý dovoľuje privádzať termoplastickú hmotu 30 do styku s pásikom 13. Vyvíjaný pretlak P dovoľuje vytvárať tesný styk medzi termoplastickou hmotou 30 a pásikom 13, pri súčasnom zabraňovaní výtlaku termoplastickej hmoty k prívodnej strane.
Dutina 203 môže byť navrhnutá tak, aby sa termoplastická hmota 30 zbiehala homogénnym spôsobom vo všetkých smeroch okolo pásika 13. Na získanie tejto funkcie je možné najmä používať vodič v tvare zrezaného kužeľa, obsahujúceho šikmé steny 219, 220, uložené okolo dutiny 202. Je tým možné smerovať tok organickej hmoty 30 tak, aby sa pásik 13 polohoval v požadovanom usporiadaní a získal sa tak profil 14, kde je výstuha uložené v definovanej geometrii v závislosti od zvolených oblastí použitia.
Je potrebné konštatovať, že poloha vytláčacieho zariadenia 300, ktoré je tu znázornené ako priečna vytláčacia hlava, nie je v žiadnom prípade obmedzujúce a zariadenie môže byť uložené v akejkoľvek polohe okolo osi dráhy pásika 13.
Ďalej môže byť rovnako uvažované zariadenie na vykonávanie spôsobu, kde vytláčacie zariadenie je uložené pozdĺž smeru postupu profilu. Najmä je možné zariadenie, kde vytláčací stroj 300 vydáva termoplastickú hmotu 30 do osi postupu profilu 14, 10 a kde sa najmenej jeden pásik 13 privádza v najmenej jednom ľubovoľnom smere a zbieha sa v osi postupu profilu 14, 10 po tom, čo vstúpil do tvarovacieho zariadenia 200. Je tak možné získať profily 10, vystužené viacerými pásikmi 13.
32018/T
Na výstupnej strane od zariadenia 200 je umiestnené zariadenie 110, ktoré vedie profil 14, ktorého chladenie začína od výstupu hubice v styku s okolitým vzduchom, smerom ku konkrétnym chladiacim prostriedkom, s cieľom fixovať rozmerové vlastnosti profilu a dodať mu jeho definitívny tvar na získanie hotového profilu 10. Zariadenie 110 chladí profil 14 pre zaistenie stuhnutia druhej termoplastickej hmoty, pri súčasnom udeľovaní hladkého povrchového vzhľadu tomuto profilu.
Zariadenie 110 môže byť kalander vytvorený z valcov, eventuálne chladených vnútorným obehom vody. Výhodnejšie sa bude jednať o chladný prievlak rovnakého profilu a rovnakého rozmeru ako horúci prievlak 100, ktorého teplota môže byť medzi teplotou okolia a napríklad 200° C.
Konečné chladenie pásika sa vykonáva prostredníctvom chladiacej nádržky 120, najmä s vodou, uloženou na výstupnej strane za kalandrom 110 a už prechádza profil 14 pri jeho postupe. Nádržka 120 môže obsahovať prostriedky na vrhanie chladiacej kvapaliny na profil 10.
Počas všetkých ich chladení celá masa druhej termoplastickej hmoty tuhne, rovnako ako i prvý termpolast na získanie pevného spojenia nití medzi sebou a spojenia vláknových výstuží s matricou druhej termoplastickej hmoty.
Následne za chladiacou nádržkou je uložená pásová ťažná lavica 130, tvoriaca známym spôsobom prostriedok na unášanie nití a pásika, vyvíjajúca ťažnú silu pozdĺž celej linky. Z nej vyplýva rýchlosť odťahu a posunu plošného niťového súboru a potom pásika.
Výrobné zariadenie 1_ môže obsahovať na konci linky pílku, určenú na odrezávanie profilu za účelom jeho ľahšieho skladovania.
Spôsob podľa vynálezu môže byť vykonávaný nasledovne. Spustenie spôsobu sa vykonáva ručne ťahaním každej nite 11 z cievok 2 až k ťažnej lavici 130, kde je každá niť držaná zovretá, pričom súbor nití prechádza jednotlivými zariadeniami, opísanými vyššie. V tomto príklade sa jedná o použitie 35 rovingov zmesovej kompozitnej nite sklo-polyester značky TwintexR, ktorých
32018/T celková lineárna hmotnosť 860 tex obsahuje 65 hmotn. % skla. Polyester, najmä polyetyléntereftalát, tvorí teda prvú termoplastickú hmotu.
Pec 70, ako i vykurovacie prvky zariadenia 1_, sú zahriate na dosiahnutie teploty značne vyššej ako je teplota tavenia polyesteru, a to 254° C v prípade polyetyléntereftalátu. Ďalšie prostriedky fungujú pri nasledujúcich teplotách:
- ústrojenstvo impregnačného zariadenia 80 pracuje pri teplote 290° C;
- valčeky tvarovacieho zariadenia 100 podľa uskutočnenia znázorneného na obr. 4 pracujú pri teplote 270° C až 300° C;
- druhé tvarovacie zariadenie 200 pracuje pri teplote 190° C až 200° C v pásme, kde dochádza k tesnému dotyku medzi pásikom 1_3 a druhou termoplastickou hmotou 30.
Uvedie sa do chodu ťažná lavica 130 a začne odťah z cievok 2. Nite 11 prechádzajú cez očká 31, potom cez tyče v zariadení 40, a zhromažďujú sa cez zuby hrebeňa 50 na vytváranie plošného niťového súboru 12 z rovnobežných nití na výstupe. Plošný niťový súbor 12 prichádza teraz do styku so zariadením 60, ktoré odstraňuje akúkoľvek statickú elektrinu.
Po tomto vstupuje plošný niťový súbor do pece 70, aby prvá termoplastická hmota dosiahla svoju teplotu tavenia. Na výstupe prechádza medzi vykurovacími valcami zariadenia 80, ktoré umožňuje jeho valcovanie na vypudzovanie vzduchu a rovnomerné rozdeľovanie prvej termoplastickej hmoty, ktorá tak obklopuje nekonečné sklené vlákna. Je potrebné uviesť, že množstvo termoplastickej hmoty nemusí byť odmeriavané, pretože táto hmota je priamo zabudovaná do východiskovej suroviny pásika jej zmiešaním so sklenými nekonečnými vláknami. Teplota plošného niťového súboru dosahuje po priechode do tohto zariadenia 80 teploty 260° C až 270° C.
Po tomto sa plošný niťový súbor 12 posúva medzi valcami alebo cez hubicu prvého tvarovacieho zariadenia 100 kvôli jeho premieňaniu na pásik 13, tvarovaný vzájomným pritlačovaním nití k sebe a ukladá vo vzájomnom dotyku.
32018/T
Po tvarovaní má pásik teplotu 270° C až 280° C. Po tomto pásik 13 vniká do druhého tvarovacieho zariadenia 200, a to po priechode dráhy, na ktorej sa trochu ochladzuje, najmä až na okolo 210° C. Druhé tvarovacie zariadenie 200 sa napája súčasne druhou termoplastickou hmotou 30. Ku styku medzi pásikom 13 a druhou termoplastickou hmotou 30 dochádza pri teplote od okolo 190° C do okolo 200° C.
Profil 14 potom prechádza medzi valcami studeného kalandra 110, ktorý fixuje jeho definitívny tvar zaisťovaním tuhnutia druhej termoplastickej hmoty a spájaním nití medzi sebou. Získa sa profil 10 podľa vynálezu konštantnej hrúbky a hladkého vzhľadu. Profil má na výstupe z kalandra teplotu 100° C.
Na uľahčenie a zrýchľovanie chladenia celého profilu 10 profil prechádza chladiacou kvapalinou, zadržovanou nádržkou 120, a vzniká z nej na výstupe, pri teplote 30° C, tuhý produkt, ktorý je dostatočne tuhý na rozrezávanie, na ľahšie skladovanie, dopravu a použitie.
Získajú sa tak kompozitné profily, majúce tesné spojenie medzi výstužným pásikom a matricou tvorenou druhou termoplastickou hmotou. Ked: je vyvíjaný pretlak P dostatočný, je získaný profil neporézny.
Na ilustráciu účinkov výrobkov zhotovených vyššie opísaným spôsobom boli vykonané výrobné skúšky a vzorky týchto profilov boli podrobené mechanickým skúškam. Profily vyrobené pre tieto skúšky boli plné. Skúšané vzorky mali obdĺžnikový profil o šírke 30 mm a hrúbke 7,5 mm. Výstužný pásik meral približne 18 mm v šírke a 1 mm v hrúbke. Jedna široká plocha pásika ležala 1 mm od prvého širokého povrchu vzorky. Pásik bol teda krytý druhou termoplastickou hmotou hrúbkou približne 5,5 mm na jednej strane a 1 mm na druhej strane. Pásik bol vystriedaný v šírke profilu, takže bol obklopený po jeho šírke približne 11 mm druhej termoplastickej hmoty. Druhá termoplastická hmota bol polyvinylchlorid (PVC).
32018/T
Mechanické skúšky pevnosti v ohybe v troch bodoch na vzorke s prierezom 30 x 7,5, ako je uvedené vyššie, so vzdialenosťou medzi podporami rovnajúcou sa dvadsaťnásobku hrúbky vzorky, sa vykonávali pri teplote okolia podľa normy ISO 14125 a umožnili určiť modul pružnosti profilu Eprofii = 3600±200 MPa. Na porovnanie mal profil PVC samotný s rovnakými rozmermi modul pružnosti EpVc=2650 MPa. Účinok výstužného pásika teda vedie ku zvýšeniu modulu pružnosti približne o 40 %.
Je možné optimalizovať opísané zvýšenie modulu profilu posunutím osi pásika vzhľadom k neutrálnej osi profilu.
Druhá séria skúšok bola vykonaná na vzorkách profilu s rovnakými rozmermi, v ktorých výstužný pásik bol oddialený od neutrálnej osi profilu, čo viedlo k výsledku Eprofii=4800±100 MPa, teda ku zvýšeniu modulu pružnosti o približne 80 %.
Tretia séria vzoriek bola vykonaná s profilovou sériou vzoriek s profilom s hrúbkou zdvojenou oproti pôvodnej vzorke, a to na 15 mm, pričom sa do profilu vložili dva výstužné pásiky s hrúbkou 1 mm a šírke 18 mm. Široké vonkajšie plochy obidvoch pásikov tak ležali 1 mm od širokého okraja profilu. Medzi vnútornými stranami obidvoch pásikov tak bolo 11 mm druhého plastu. Získa sa tak modul pružnosti EprOfii $2 pásikmi = 7350+200 MPa. Zvýšenie modulu pružnosti je takmer trojnásobné vzhľadom k samotnému PVC.
Ďalšie skúšky mechanickej pevnosti v ohybe v troch bodoch boli vykonané so štvrtou sériou vzoriek pri menení teploty vzorky. Skúšané vzorky mali obdĺžnikový prierez o šírke 13 mm a hrúbke 3,7 mm, pričom výstužný pásik o hrúbke 1 mm ležal vždy približne 1 mm od prvého povrchu vzorky. Vzdialenosť medzi podporami teda bola 48 mm.
Mechanické skúšky, vykonávané v rozpätí teplôt od 30° C do 120° C umožnili určiť modul pružnosti profilu pri každej zo skúšobných teplôt. Zmena
32018/T modulu je reprezentovaná na obr. 7 plnou krivkou pre vystužený profil podľa vynálezu a prerušovanou čiarou pre nevystužený profil. Obr. 7 ukazuje relatívne zmeny modulu a preto obidve krivky vychádzajú z rovnakého bodu začiatku s hodnotou 30° C. Vzhľadom k relatívne málo priaznivej geometrii profilu s výstužou uloženou relatívne blízko k neutrálnej osi profilu je však rozdiel modulu pri teplote okolia relatívne menej prenikavý ako pri predchádzajúcich sériách skúšok.
Pre nevystuženú vzorku z PVC sa pozoruje veľmi rýchle znižovanie modulu pružnosti, keď sa teplota zvyšuje so skleným prechodom pri teplote približne 100° C. Na ilustráciu je modul pri 80° C rádovo 1000 MPa a pri 120° rádovo niekoľko MPa.
Pre vystuženú vzorku z PVC sa pozoruje určitá stabilita modulu pružnosti, keď sa teplota zvyšuje, aspoň až k 70-80° C, s menej rýchlym poklesom pre vyššie teploty, pričom teplota skleného prechodu je pri teplote okolo 90° C. Pre ilustráciu je modul pri 80° C vyšší ako 2000 MPa a pri 120° C rádovo 500 MPa.
Je tak preukázané, že sa získa výborný prenos zaťaženia medzi termoplastickou matricou a výstužou, a to ako pri teplote okolia, tak i pri zvýšenej teplote.
Bez toho, že by sme chceli byť obmedzený týmto vysvetlením, predpokladá sa, že tieto pozoruhodné vlastnosti vyplývajú z výbornej kohézie, prinášanej jednotlivými krokmi spôsobu, a najmä vytvorením pásika na báze sklených vlákien a organických vlákien.
Vyššie opísané uskutočnenia nie sú v žiadnom prípade obmedzujúce a je najmä možné uvažovať vyrábanie profilu, v ktorom výstužný pásik nie je v podstate plochý, ale zaujíma zahnutý alebo zakrivený tvar.
32018/T
Je tiež možné uvažovať výrobu rúrok z plastu, napríklad polypropylénu, s vnútornou, strednou alebo vonkajšou rúrkovitou výstužou, dôkladne premiešanou s plastom rúrky. Rúrkovitá výstuž je vytvorená z pásika na báze kontinuálnych nití, v ktorých je termoplastická hmota s výhodou v danom príklade polypropylén, pričom pásik je zvinutý pozdĺž jeho osi presunu pred alebo počas jeho prechodu vytláčacou hubicou. Plast rúrky môže byť s výhodou zvolený, spracovaný alebo kombinovaný s inou hmotou preto, aby sa mu udeľoval zvláštny vzhľad alebo hmat, najmä s elastomémym povlakom.
Spôsob podľa vynálezu môže byť použitý na výrobu tyčí, koľajníc, rúrok alebo hadíc, krytinových a obkladových materiálov (ako fasádnych obkladov), kolíkov atď.

Claims (25)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby kompozitného profilu (10) na báze termoplastickej organickej hmoty, vystuženej výstužnými vláknami, obsahujúci kroky spočívajúce v tom, že sa uvádza väčší počet výstužných kontinuálnych nití (11) do prítomnosti termoplastickej organickej hmoty, a kompozitná hmota sa tvaruje, vyznačujúci sa tým, že obsahuje aspoň nasledujúce kroky, pri ktorých sa:
    - zvádzajú spolu do rovnobežného usporiadania kontinuálne nite (11) na báze sklených kontinuálnych vlákien a prvej termoplastickej hmoty a ich ohrievaním sa vytvára najmenej jeden konsolidovaný pásik (13), v ktorom sú výstužné vlákna impregnované prvou termoplastickou hmotou, a
    - najmenej jeden pásik (13) sa zavádza do hubice (200) kalibrovanej na prierez zodpovedajúci profilu a do hubice (200) sa súčasne privádza roztavená najmenej jedna druhá termoplastická organická (30) hmota v styku s pásikom alebo pásikmi, čím sa získa profil (10) tvorený najmenej jednou druhou termoplastickou organickou hmotou, vystuženou najmenej jedným pásikom.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa vytvára pásik (13) z kontinuálnych nití (11), obsahujúcich sklené nite a organické vlákna z uvedenej prvej termoplastickej hmoty.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že nite (11), ktoré sa zvádzajú spolu, pozostávajúce z nekonečných vlákien zo skla a z prvej termoplastickej hmoty, vzájomne spolu premiešaných.
    32018/T
  4. 4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa
    -unášajú a zvádzajú spolu do rovnobežného usporiadania nite (11) na báze prvej termoplastickej hmoty a výstužných vlákien vo forme najmenej jedného plošného niťového súboru (12),
    - najmenej jeden plošný niťový súbor (12) sa nechá vstupovať do pásma, kde sa zahrieva na teplotu dosahujúcu najmenej teplotu tavenia prvej termoplastickej hmoty bez toho, že by sa dosiahla teplota mäknutia výstužných vlákien, a
    - najmenej jeden plošný niťový súbor (12) sa necháva vstupovať do impregnačného zariadenia (80) pri súčasnom udržovaní jeho teploty na teplote, pri ktorej je prvá termoplastická hmota tvárna, pre homogénne rozdeľovanie roztavenej prvej termoplastickej hmoty a impregnovanie výstužných vlákien touto hmotou.
  5. 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že najmenej jeden plošný niťový súbor (12) sa zavádza do prvého tvarovacieho zariadenia (100), pri udržovaní jeho teploty na teplote tvárnosti prvej termoplastickej hmoty, pre získanie najmenej jedného pásika (13), vytvoreného priblížením priľahlých nití (11) do vzájomného dotyku na vytváranie priečnej kontinutity.
  6. 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že sa odťahuje z cievok kontinuálna niť z výstužných nekonečných vlákien a prvej termoplastickej hmoty, a pri združovaní nití vo forme plošného niťového súboru sa reguluje napätie nití.
    η/Ή orr
  7. 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že nite (11) sú zbavované akejkoľvek statickej elektriny pred vstupom (12) plošného niťového súboru do ohrevového pásma.
  8. 8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7 vyznačujúci sa tým, že sa do hubice (200) zavádza druhý plast (30), ktorý bol spracovaný vytláčacím zariadením (300).
  9. 9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa profil (14) chladí kvôli fixovaniu jeho rozmerových vlastností a jeho vzhľadu, pre poskytovanie konečného profilu (10).
  10. 10. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že sa profil (10) na konci výrobnej linky reže pre jeho skladovanie.
  11. 11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že prvá termoplastická hmota je polyester a druhá termoplastická hmota je polyvinylchlorid.
  12. 12. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že obsahuje:
    - prostriedky (130, 50) na združovanie, v rovnobežnom usporiadaní, kontinálnych nití na báze sklených kontinuálnych vlákien a prvej termoplastickej hmoty, a prostriedky (70, 80), najmä ohrevové (70), na vytváranie konsolidovaného pásika (13), v ktorom sú sklené vlákna impregnované prvou termoplastickou hmotou, a
    32018/T
    - hubicu (200) kalibrovanú na prierez zodpovedajúci profilu (10), a prostriedky (300) pre súčasné zavádzanie najmenej jedného pásika (14) a roztavenej najmenej jednej druhej termoplastickej organickej hmoty (30) v styku s pásikom alebo pásikmi, na získanie profilu tvoreného najmenej jednou druhou termoplastickou organickou hmotou, vystuženou najmenej jedným pásikom.
  13. 13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že obsahuje:
    - prostriedky (130) na unášanie a prostriedky (50) na združovanie, vo forme najmenej jedného plošného niťového súboru (12), kontinuálnych nití (11) vytvorených z výstužných nekonečných vlákien a z prvej termoplastickej hmoty,
    - prostriedky (70) na vyhrievanie uvedeného najmenej jedného plošného niťového súboru (12) na teplotu dosahujúcu najmenej teplotu tavenia prvej termoplastickej hmoty, ale nie teplotu mäknutia výstužných nekonečných vlákien, a
    - zariadenie (SO) na impregnáciu zahriateho najmenej jedného plošného niťového súboru tak, že sa homogénne rozdeľuje roztavená prvá termoplastická hmota a umožňuje sa impregnácia výstužných nekonečných vlákien touto hmotou.
  14. 14. Zariadenie podľa nároku 12 alebo 13, vyznačujúce sa tým, že ohrevové prostriedky (70) sú pece.
  15. 15. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 14, vyznačujúce sa tým, že prostriedky (50) na združovanie sú tvorené hrebeňom, ktorého zuby (51) dovoľujú rovnobežné usporiadanie nití (11) s pravidelnými rozstupmi.
    32018/T
  16. 16. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 15, vyznačujúce sa tým, že impregnačné zariadenie (80) obsahuje tri vyhrievané a otáčajúce sa valce (81), ktoré sú uložené do trojuholníka a medzi ktorými postupuje plošný niťový súbor (12), pričom výška oddeľovania valcov je prispôsobená pre vyvíjanie vhodného tlaku na povrch plošného nitového súboru.
  17. 17. Zariadenie podľa nároku 16, vyznačujúce sa tým, že každý valec (81) je vybavený lamelou (82) na stieranie roztavenej termoplastickej hmoty, ktorá sa uložila na valec po prechode plošného niťového súboru.
  18. 18. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 17, vyznačujúci sa tým, že obsahuje prvé tvarovacie zariadenie (100) najmenej jedného plošného niťového súboru (12) na jeho premenu na najmenej jeden pásik (13).
  19. 19. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 18, vyznačujúce sa tým, že prvé tvarovacie zariadenie (100) obsahuje prievlak, s výhodou vykurovaný.
  20. 20. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 19, vyznačujúce sa tým, že hubica (200), kalibrovaná na prierezový tvar profilu (10), obsahuje prostriedky (214, 215) na privádzanie roztavenej druhej termoplastickej hmoty do styku s pásikom (13) pri vyvíjaní pretlaku (P).
  21. 21. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 20, vyznačujúce sa tým, že vytláčací stroj (300) privádza roztavenú druhú termoplastickú hmotu (30) do hubice (200), kalibrované na prierezový tvar profilu (10).
    32013/T
  22. 22. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 21, vyznačujúce sa tým, že obsahuje chladiace zariadenie, obsahujúce najmenej jeden z prostriedkov: chladiaci kalander (110), chladný prievlak a prostriedky na rozprašovanie kvapaliny.
  23. 23. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 22, vyznačujúce sa tým, že prostriedky na reguláciu napätia (40) nití (11) sú uložené na prívodnej strane prostriedkov (50) na združovanie.
  24. 24. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 23, vyznačujúce sa tým, že na prívodnej strane ohrevových prostriedkov (70) je umiestnené antistatické zariadenie.
  25. 25. Profil získaný spôsobom podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11.
    32018/T
SK1500-2002A 2000-04-25 2001-04-25 Spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty vystuženej výstužnými vláknami a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu SK15002002A3 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0005260A FR2807966B1 (fr) 2000-04-25 2000-04-25 Procede et dispositif de fabrication d'un profile composite forme de matiere organique thermoplastique renforcee par des fibres de renforcement
PCT/FR2001/001259 WO2001081073A1 (fr) 2000-04-25 2001-04-25 Procede et dispositif de fabrication d'un profile composite forme de matiere organique thermoplastique renforcee par des fibres de renforcement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK15002002A3 true SK15002002A3 (sk) 2003-06-03

Family

ID=8849570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1500-2002A SK15002002A3 (sk) 2000-04-25 2001-04-25 Spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty vystuženej výstužnými vláknami a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu

Country Status (15)

Country Link
US (1) US7402268B2 (sk)
EP (1) EP1276603B1 (sk)
AT (1) ATE325700T1 (sk)
AU (1) AU2001256400A1 (sk)
BR (1) BR0110241B1 (sk)
CA (1) CA2407075C (sk)
CZ (1) CZ20023505A3 (sk)
DE (1) DE60119504T2 (sk)
ES (1) ES2262645T3 (sk)
FR (1) FR2807966B1 (sk)
HU (1) HUP0300598A2 (sk)
MX (1) MXPA02010424A (sk)
PL (1) PL198293B1 (sk)
SK (1) SK15002002A3 (sk)
WO (1) WO2001081073A1 (sk)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841816B1 (fr) 2002-07-04 2005-04-01 Saint Gobain Vetrotex Procede et dispositif de fabrication d'un corps composite de revolution et produits obtenus
FR2897055B1 (fr) * 2006-02-07 2008-03-28 Saint Gobain Vetrotex Procede de fabrication de batonnets de renforts concentres et produits obtenus
DE102008017879A1 (de) 2008-03-20 2009-09-24 Sls Kunststoffverarbeitungs Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Profilen mit Verstärkungseinlage und danach hergestellte Profile
DE102009016596A1 (de) * 2009-04-08 2010-10-14 Rehau Ag + Co Verfahren zur Herstellung eines hochsteifen, hybriden Endlosprofils sowie hochsteifes, hybrides Endlosprofil
CA2799616A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc Fiber-reinforced, thermoplastic tape as a strength member for wire and cable
EP2580050B1 (en) * 2010-06-11 2019-04-10 Ticona LLC Structural member formed from a solid lineal profile and method of forming
US9409347B2 (en) 2010-06-22 2016-08-09 Ticona Llc Method for forming reinforced pultruded profiles
BR112012033036A2 (pt) 2010-06-22 2016-12-20 Ticona Llc prepreg termoplástico que contém fibras contínuas e longas
EP2585278A2 (en) 2010-06-22 2013-05-01 Ticona LLC Reinforced hollow profiles
MX346832B (es) 2011-04-11 2017-04-03 Solvay Fabricacion y uso de un material compuesto que comprende fibras y al menos un polimero de cloruro de vinilo.
DE102011100396A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Bauteils
CN103787119B (zh) * 2012-10-29 2016-12-28 财团法人工业技术研究院 传输装置
DE102013101188A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Rehau Ag + Co Verfahren zur Herstellung eines PVC-Langfaserthermoplasts
FR3003194B1 (fr) * 2013-03-15 2015-04-17 Faurecia Automotive Composites Procede et dispositif de realisation d'un profile en materiau thermoplastique renforce par des fibres, comprenant une etape de regulation de la temperature du materiau thermoplastique
US9688030B2 (en) * 2013-05-07 2017-06-27 Neuvokas Corporation Method of manufacturing a composite material
EP2905122B1 (en) * 2014-02-06 2021-01-27 Airbus Operations GmbH Pultrusion methods and arrangements for manufacturing a fibre-reinforced composite product
JP6198342B2 (ja) * 2014-09-11 2017-09-20 株式会社神戸製鋼所 繊維強化熱可塑性樹脂テープの製造方法、および製造装置
CN107921719B (zh) 2015-07-02 2020-04-07 内乌沃卡斯公司 制造复合材料的方法
KR101740657B1 (ko) * 2016-07-01 2017-05-26 롯데케미칼 주식회사 장섬유 복합재의 제조 방법
KR101740658B1 (ko) * 2016-07-04 2017-05-26 롯데케미칼 주식회사 장섬유 복합재 제조 장치
JP6667391B2 (ja) * 2016-07-06 2020-03-18 三菱重工業株式会社 複合材、引抜成形装置及び引抜成形方法
CA2994583C (en) 2017-02-16 2022-07-05 Abb Schweiz Ag Reinforced cable tie strap and method of manufacture
ES2943478T3 (es) * 2017-03-22 2023-06-13 Toray Industries Método para producir producto preimpregnado y método para producir material compuesto reforzado con fibra
JP7254764B2 (ja) * 2017-07-31 2023-04-10 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 規定された繊維体積含有量を有する繊維を含浸させる装置
CN110653965A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 山东江山纤维科技有限公司 一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺
WO2020040153A1 (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 東レ株式会社 プリプレグの製造方法および製造装置
EP4041538A1 (en) 2019-11-12 2022-08-17 Neuvokas Corporation Method of manufacturing a composite material
CN111761844A (zh) * 2020-06-30 2020-10-13 诺思贝瑞新材料科技(苏州)有限公司 一种3d打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置
JP7145348B2 (ja) * 2020-07-10 2022-09-30 江蘇奇一科技有限公司 一方向連続繊維強化熱可塑性複合材料の製造方法及び設備
JP2024029283A (ja) * 2022-08-22 2024-03-06 津田駒工業株式会社 連続成形機

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2613661B1 (fr) * 1987-04-09 1989-10-06 Atochem Procede de fabrication de profiles de resine thermoplastique renforces de fibres continues, appareillage pour leur obtention
EP0458038B1 (en) * 1990-03-30 1997-12-10 Kuraray Co., Ltd. Fiber reinforced thermoplastic sheet-shaped molding and manufacturing thereof
JP3018413B2 (ja) * 1990-07-12 2000-03-13 東洋紡績株式会社 コンポジット用混繊糸の製造方法
US5355567A (en) * 1992-12-18 1994-10-18 Hoechst Celanese Corporation Process for preparing engineered fiber blend
DE4421184A1 (de) * 1994-06-17 1995-12-21 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines zugfesten Kernelementes für ein Kabel
DE19523490C2 (de) * 1995-06-28 1997-04-10 Werner & Pfleiderer Vorrichtung und Verfahren zur Imprägnierung von Fasersträngen mit Kunststoffmaterial
FR2807967B1 (fr) * 2000-04-25 2003-01-17 Lapeyre Element de menuiserie forme de matiere organique extrudable renforcee par des fibres de renforcement, procede et dispositif de fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
US7402268B2 (en) 2008-07-22
ATE325700T1 (de) 2006-06-15
FR2807966B1 (fr) 2003-01-17
DE60119504D1 (de) 2006-06-14
ES2262645T3 (es) 2006-12-01
WO2001081073A1 (fr) 2001-11-01
HUP0300598A2 (en) 2007-09-28
CZ20023505A3 (cs) 2003-05-14
BR0110241A (pt) 2003-01-07
DE60119504T2 (de) 2007-05-03
US20060087059A1 (en) 2006-04-27
PL357866A1 (en) 2004-07-26
CA2407075C (fr) 2008-10-14
EP1276603B1 (fr) 2006-05-10
AU2001256400A1 (en) 2001-11-07
EP1276603A1 (fr) 2003-01-22
BR0110241B1 (pt) 2011-06-14
MXPA02010424A (es) 2003-04-25
FR2807966A1 (fr) 2001-10-26
CA2407075A1 (fr) 2001-11-01
PL198293B1 (pl) 2008-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK15002002A3 (sk) Spôsob výroby kompozitného profilu na báze termoplastickej organickej hmoty vystuženej výstužnými vláknami a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu
CZ20023504A3 (cs) Dílec nebo prvek rámové, kostrové a podobné konstrukce, způsob jeho výroby a zařízení pro jeho provádění
US5529652A (en) Method of manufacturing continuous fiber-reinforced thermoplastic prepregs
US5114516A (en) Method for pultruding fiber-reinforced, thermoplastic stock
EP0361795B1 (en) Process for continuously forming reinforced articles
AU705872B2 (en) Process and device for the manufacture of a composite material
FI101983B (fi) Menetelmä ja laite komposiittilangan valmistamiseksi
US5176775A (en) Apparatus and method for forming fiber filled thermoplastic composite materials
SK5092000A3 (en) Method and apparatus for manufacturing a composite tape
JPH07251437A (ja) 長繊維強化熱可塑性複合材料の製造方法およびその製造装置
JPH03188131A (ja) 繊維強化成形品
EP0516673A1 (en) FIBER REINFORCED COMPOSITES.
JPH02196637A (ja) ガラス繊維補強熱可塑性シート
EP0465917A1 (en) Method and apparatus for manufacturing continuous fiber glass strand reinforcing mat
KR102563337B1 (ko) 폴리머 용융물로 섬유 다발을 함침시키는 장치 및 방법
JPS61229535A (ja) 繊維補強樹脂シ−トの製造方法及びその装置
US4220496A (en) High strength composite of resin, helically wound fibers and chopped fibers and method of its formation
JP2006508821A (ja) 回転体(bodyofrevolution)を製造する方法および装置ならびに製造された製品
JPH0825200B2 (ja) Frtp連続プリプレグの製造方法及び製造装置
US6230775B1 (en) High temperature wet filament winding arrangement
JPS61229536A (ja) 繊維補強樹脂シ−トの製造方法及びその装置
WO2014012774A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von faserverstärkten kunststoffbauteilen
JPH10315341A (ja) ー方向強化熱可塑性樹脂構造体の製造方法及び製造装置
JPS6359862B2 (sk)
WO1992011986A1 (fr) Procede et dispositif pour le formage en continu d'une resine renforcee par des fibres et se presentant sous la forme de tiges