CN1279151A - 将纤维增强塑料加热并制成增塑条的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种将纤维增强塑料加热并制成增塑条用的方法,系在加热板的多个管道中,周期地添加柱状颗粒材料或其它纤维增强塑料,待熔化后与一种新加入的填料一起从喷嘴压制出增塑条。一实施该方法的装置,由带有加热套管(2)的增塑剂加热板(1)组成,并且由由多个带有管道(a,b,c,d,e)的加热板(3,4,5),一个带有在其内活动的密封活塞(7)的输送区及材料输入管(6)和一由加热挡板限制的、带有排出喷嘴(10)的出料区(9)所组成。

Description

将纤维增强塑料加热并制造成增塑条的方法及装置
本发明按权利要求1的前序部分，涉及将纤维增强塑料加热并制造成增塑条的方法，以及，涉及实施按权利要求5的前序部分的该方法用的装置。
逐步以长纤维增强的柱状颗粒热塑性塑料作为半成品，用这种增塑方法压制成模制件。为此按注塑机原理，采用单螺杆制塑机。单螺杆制塑机能节省熔化时的柱状颗粒塑料，尽可能减少纤维断裂，而将其压碎成细粒状，这时纤维长度相当于半成品颗粒材料的粒度。如单螺杆增塑机将增塑剂直接放入敞开的气泡中，即所谓的条子排出方法。为达到节省熔化物料的目的，使用了长螺杆和大直径的机器。主要的理由是，用低转速及极小的剪切能量便可熔化物料，并制成增塑条。使用这种机器，在柱状颗粒材料增塑时，纤维潜力仅有很小的损伤。但是压制件重量及可能短的周期时间要求的增塑功率却明显增大，使用单螺杆-增塑，纤维损伤可更小。
本发明的目的是提供一种方法及所属的一种装置，因而在高增塑功率时，纤维的剪切能量保持得很小，使半成品柱状颗粒材料的纤维潜能不受影响。
本发明解决了在由加热板构成的多个管道中，周期地添加柱状颗粒材料或其它纤维增强塑料，待熔化后将新加入的填料从喷嘴中压制出增塑条。
为了解决所提出的任务，采用带有加热套管的加热板-增塑器的工艺装置，它由多个带有管道的加热板，一个带有在其内活动的密封活塞的输送区及材料输入管和一由加热挡板限制的、带有排出喷嘴的出料区所组成。
在加热板增塑器上部的输入区，周期地添加经计量的冷材料，从密封活塞通过管道压出。同时，熔化的增塑剂以与加入剂量相应的量周期地从一个输出喷嘴排出。管道尺寸是这样确定的，在形成增塑条前，材料须有足够的熔化时间，这与管道壁厚度有关。为保持所需的增塑功率，相应地平行连接了多根扁平形增塑管道。这样，当材料在增塑状态下，这些管道在下部重新相互连接，在上部的计量室或输入区，单个管道不需逐个精确地计量。整个系统类似一“联络管”，补偿了单个管道计量错误。
本装置的另一个优点是，输入材料的松散重量与增塑材料比重之比，是通过熔化活塞行程来调节的，在增塑管道中，将与增塑度相符的材料填满在无超压的空间或附加的空腔中。此外，输送区的管道壁较薄，因而加入的材料被很快地加热。这样，输入加热板增塑器的材料量就较少。在已知的单螺杆增塑时单螺杆几何参数可获得最佳值，这与一种型号材料和一种增塑功率的松散重量和增塑比重有关。按本发明的加热板增塑器，对于每一种松散物重量与增塑度之比以及每一种选择的增塑功率时，可以在最佳范围内工作。
因扁平增塑管道与单螺杆增塑相比是很短的，因而，显示出密封活塞上部进行周期计量的每一周期，以及，在上部存在的空腔与部分熔化的柱状颗粒材料及回收碎片或塑料颗料材料之间的管道可进行增塑材料系统性限制的脱气。用这种热板式增塑器可顺利地制得与管道宽度相应(是单螺杆直径的好几倍)宽的增塑条。
藉助平行连接的扁平式增塑管道，还可制备另一种夹层一增塑材料。这意味着芯部最好使用回收制品。对此，回收制品不需高要求的材料。此外，还存在一种可能性，为取得更好的表面，在表面使用未加强的层式材料。为设计不同材料的增塑截面，增塑管道的宽度还可再分。使用多个密封活塞和逐个调节行程，可周期地产生超前或后效流层。从多边加料在短时间内可允许不同材料平行地在单个密封筒范围内计量。同时管道壁厚可以是不同的，这与单位颗粒几何形状或碎片几何形状，和／或松散材料的比重有关。从增塑管道下端流出的熔化物是偏离直角方向，这就是说，出料区的出料喷嘴是倾斜的，这可能是有利的。此外，为适应纤维分散的要求和流动阻力，在增塑管道终端，装有可更换的衬套。
本发明对象的其它有利措施和布置，用图表明要求并在下面予以说明。
这些图是：
图1表示本发明的加热板增塑器，具有五通道，以剖视侧视图表示；
图2是按照图1的俯视图，表示加热板增塑器，无密封活塞；
图3是在侧视图和俯视图中，表示了加热套管的二种材料输入端A和B，并具有三个管道；
图4是按照图3加热套管下部有出料管道，
图5是俯视图，表示四通道加热套管和二种材料的输入端，以制造具有涂覆层的芯子的增塑条；
图6系侧视剖视图，表示三通道加热管下部和倾斜的出料管道；以及
图7系按照图6的剖视俯视图，表示一个带有衬套的管道。
图1的剖视侧视图表示按本发明的工艺流程中的加热板增塑器1，装置加热套管2，立式配置了4个内加热板3、两个外加热板4和5、以a，b，c，d和e表示的五个间隔的管道。在加热套管2的上端安置了材料输入管13，由密封活塞7周期地将输入的材料压入管道a～e。具有管道a～e的加热套管2的下部，由加热挡板8予以封闭，同时也限制了出料管道15。设置加热孔14，使加热介质经过管道进入加热板3，4，5和挡板8。为使增塑条6无摩擦地出料，加热板3和4形成了加宽的向上收缩的出料管道15。出料管道15通入出料喷嘴10，输出确定形状的增塑剂条6，并将它带到切断装置16。图2俯视表示无密封活塞7的加热板增塑器1。
图3和图4表示材料输入管13有内隔板9的加热套管2，以使两种不同材料增塑和制备夹层一增塑条6。图4表示隔板9作为限制二个管道a和b的材料A及管道C的材料B的输入，按照图3在材料输入管13内安置了二个隔板9，使三个不同增塑条6′，6″，6″′在出料管道15处聚合成增塑条6。
图5是加热套管2的俯视图，通过材料输入管13中安置的四角筒17，可制备带有芯子和二种不同材料包覆的增塑条6。一个或多个管道a～e的加热板3，4和5有选择地组合，拉紧装置11示于图5。
图6和图7表示出料槽15的倾斜装置，可设计成具有可更换衬套12的可变量的排空范围。

Claims (10)

1．一种将纤维增强塑料加热并制成增塑条的方法，其特征在于，在加热板上设有多个管道，周期地添加柱状颗粒材料或其它纤维增强塑料，待熔化后从喷嘴中加入一种新的填料，以压制出增塑条。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于，柱状颗粒材料或纤维增强塑料输入管道，按重量配料。
3．按照权利要求1和2的方法，其特征在于，输送材料的松散物比重与增塑材料比重之比，是通过密封活塞行程来调节的。
4．按照权利要求1-3的方法，其特征在于，在输入区内通过不同材料的多个输入通道，制造出夹层-增塑条或带有芯子包覆结构的增塑条。
5．一种实施按照权利要求1的方法用的装置，其特征在于，一带有加热套管(2)的加热板-增塑器(1)，它由多个带有管道(a，b，c，d，e)的加热板(3，4，5)，一个带有在其内活动的密封活塞(7)的输送区及材料输入管(6)和一由加热挡板限制的、带有排出喷嘴(10)的出料区(9)所组成。
6．按照权利要求5的装置，其特征在于，加热套管(2)是立式工作的。
7．按照权利要求5和6的装置，其特征在于，管道(a，b，c，d…)的长，宽和壁厚与材料的熔化时间有关。
8．按照权利要求5-7的装置，其特征在于，不同横截面的多个密封活塞(7)与管道(a，b，c，d…)相适应。
9．按照权利要求5至8的装置，其特征在于，出料管道(15)是倾斜的。
10．按照权利要求5-9的装置，其特征在于，形成一个带有可更换衬套(17)的管道(a，b，c，d…)的排空范围。
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