SK280662B6 - Spôsob výroby termoplastického materiálu spevnenéh - Google Patents

Description

Vynález sa týka kompozitných materiálov s termoplastickou matricou spevnenou vláknami, najmä sklenými vláknami, ktoré majú rastúci význam v mnohých priemyselných odvetviach, hlavne v automobilovom priemysle. 0sobitne zaujímavé sú pritom materiály, ktoré sa dajú spracovať prctvarovaním doskovitých poloproduktov hlavne však injekčným vstrekovaním. Najznámejšie výrobky tohto typu sú termoplasty spevnené sklenou vatou (GMT).

Doterajší stav techniky

Na prípravu kompozitov tohto druhu sa z dôvodov hospodárnosti v prevažnej miere používajú dvojpásmové lisy. V patente GB 2 040 801 je opísané najmä hospodárne uskutočnenie spôsobu, pri ktorom sa termoplast dopravuje v roztavenom stave. Pri tomto spôsobe je však neuspokojivo vyriešené vytvorenie okrajov dosák. Nedefinovaným tokom materiálu k okraju vzniká relatívne široká okrajová oblasť dosky, v ktorej dochádza k silnému kolísaniu obsahu skla a hrúbky dosky, takže dochádza k vzniku značného odpadu.

V patente DE-A-33 47 877 je opísaný dvojpásový lis na prípravu stružlinových a vláknitých dosák, preglejky, elektrolaminátu a podobných výrobkov, pri ktorom je na vonkajšej hrane pásu vedený v drážke drôt rovnakou rýchlosťou ako výlisok. Pri použití vyššieho tlaku, napríklad pri príprave GMT z termoplastov neplní toto bočné zhutňovanie účel, pretože drôt je z výlisku vytláčaný nabok. Navyše vo vstupnej oblasti pásu drôt ešte nespôsobuje žiadne zhutnenie.

V patentovej prihláške DE-A-29 23 036 je opísaný dvojpásový lis na prípravu gumových pásov spevnených occľovými lanami vhodných ako dopravné pásy. K bočnému zhutneniu slúžia súbežné gumové pásy pripevnené k lisovaným pásom pomocou svoriek. Na prípravu vláknitých kompozitov pozostávajúcich z termoplastickej matrice a sklenej vaty takéto dvoj pásové lisy nie sú vhodné, pretože jednoduché gumové pásy kvôli vznikajúcim termickým a mechanickým napätiam nemôžu narásť.

Podľa európskej patentovej prihlášky EP-A-0 484 735 možno problém bočného zhutnenia odstrániť tým spôsobom, že bočné súbežné pásy sú vyrobené z kaučuku obsahujúceho spevňujúce prísady. Ako výhodné sú navrhnuté kovové klzné pásy pokryté silikónovým kaučukom. Pri vzraste tlaku pásy z vonkajšej strany mäknú, pričom samozrejme v dôsledku prenosu tlaku na pás prostredníctvom trenia dochádza k jeho obmedzeniu. Na lisovanie vysokým tlakom, ktorý je v záujme dosiahnutia kvality výrobku žiaduci tento spôsob nie je vhodný. Pretože pás aj pri kolísaní tlaku v stanovených hraniciach zvonka mäkne, dochádza k tvorbe nerovnomerného okraja, ktorý odpadá ako odrezky.

Neočakávane sa zistilo, že na prípravu vláknami spevneného termoplastického materiálu môže slúžiť aj jednoduchý spôsob, pri ktorom sú okrajové straty veľmi malé.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody do značnej miery odstraňuje spôsob výroby vláknami spevneného termoplastického materiálu zahrnujúci vnesenie a zlisovanie termoplastu a spevňujúcich vlákien vo vyhrievateľnom a chladiteľnom dvojpásovom lise s cirkulujúcimi nekonečnými oceľovými pásmi s bočným utesnením tlakového objemu, ktorého podstatou je, že bočné zhutnenie sa realizuje pomocou súbežného porézncho profdu, ktorý je proti bočnému vytláčaniu mechanicky podoprený.

Ako termoplast možno použiť napríklad termoplasticý polyester, polyetylén, polyamid alebo polypropylén a ich kopolyméry. Výhodne sa používa polypropylén alebo polyamid.

Na účely vykonania spôsobu sa termoplastický materiál výhodne pomocou jednej alebo viacerých širokých štrbinových dýz v roztavenom stave vhodne extruduje medzi dve, alebo viac vláknitých rohoží, vnesie s nimi do pásového lisu a stlačí. Aby sa lisovaný materiál nevytláčal z lisu na boky, lisovací priestor je na bokoch utesnený pomocou porézneho profilu mechanicky podopretého tak, aby nebol vytláčaný na bočnú stranu. Bočná opora sa môže realizovať buď prostredníctvom opory súbežnej s pásmi, alebo tiež prostredníctvom v stroji fixne nastavenej opory.

Ako bočné utesnenie slúži porézny profil, ktorý sa prípadne pred vstupom do dvojitého pásového lisu navlhčí. Môže ním byť guľatá šnúra, lano, pletenec alebo kábel, alebo tiež pásiky plsti, rúna, alebo penovej hmoty. Môže ísť pritom o materiál nepribuzný alebo príbuzný s termoplastom.

Je výhodné, ak materiál na bočné tesnenie je príbuzný s termoplastom a výhodne sa navlhčuje vodou. K vode sa môže kvôli zníženiu medzifázového napätia primiešať malé množstvo bežných povrchovo aktívnych látok, napríklad tenzidov, aké sa používajú v bežných umývacích prostriedkoch.

Na účely vykonania spôsobu sa ako príklad na každú stranu lisu zaviedla do vody namočená polypropylénová šnúra, ktorej pôvodný priemer bol taký, aby sa už na vstupe do lisu dotýkala obidvoch oceľových pásov a počas lisovacieho pochodu bola stlačená na výšku vytvoreného vláknom spevneného termoplastu.

Týmto spôsobom sa bočné utesnenie stáva účinné už od začiatku lisovania.

Počas lisovania časť taveniny termoplastického materiálu, ktorá sa nachádza na okraji, vsakuje do zostávajúceho voľného priestoru porézneho materiálu a spolu s ním vytvára vlastné utesnenie. Výhodné je potom použitie materiálu rovnakého druhu, ktorý sa spolu s okrajovou časťou vytvoreného vláknami spevneného termoplastického materiálu po jeho nasiaknutí odreže a môže priamo recyklovať. Zvlášť výhodné je navlhčenie porózneho profilu vodou. Dotykom termoplastickej taveniny s navlhčeným profilom dôjde k odpareniu vody a tým ochladeniu prichádzajúcej taveniny, ktorá sa stáva viskóznejšou, nakoniec zatuhne, čo značne prispeje k tesniacemu účinku.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Príklad

Do izobarického lisu s hydraulickou podporou sa vložia dve vrstvy rohoží zo sklených vlákien s plošnou hmotnosťou 900 g/m². Medzi obidve sklené rohože sa extruduje polypropylénová tavenina v dávke 2700 g/m². K obidvom stranám sa privedú vodou nasýtené pásiky ihličkovitej plsti z polypropylénových vlákien s výškou 6 mm a šírkou 10 mm. Na oporu tesniacich prúžkov slúžia v lise na boku pripevnené plechy hrúbky 3 mm, ktoré prečnievajú na šírku 28 mm medzi lisovacími pásmi. Lis sa spúšťa pri rýchlosti 2m/min. a v reakčnej zóne pôsobí na zadnej strane pásu tlakom 2,5 MPa.

Získa sa kvázihomogénny materiál, to znamená bez vrstevnatej šruktúry s úplne uzavretým povrchom, hrúbkou 3,7 mm a hustotou 1,2 g/cnA

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby termoplastického materiálu spevneného vláknami lisovaním termoplastu a vláknitej výstuže v dvojpásovom lise s ohrevom a chladením a s obiehajúcimi nekonečnými oceľovými pásmi s bočným utesnením lisovacieho priestoru, vyznačujúci sa tým, že lisovaný materiál je transportovaný súbežne s poréznym profilom mechanicky podopretým proti vytlačeniu doboku a do ktorého preniká termoplastická tavenina tuhnúca pri ochladzovaní, spolu s profilom tvoria vlastné utesnenie.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že súbežný porézny profil je z rovnakého druhu materiálu ako termoplastický materiál.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že ako porézny profil sa používa šnúra s kruhovým profilom, pletenec alebo retiazka.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , žc ako porézny profil sa použijú prúžky z plsti, rúna alebo penovej hmoty.
5. 5. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že súbežný porézny profil sa pred vstupom do dvojpásového lisu vlhčí vodou.
6. 6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že vláknitá výstuž sa pred lisovaním zboku navlhčí a tým zároveň predstavuje porézny vodou navlhčený profil.