CZ141299A3 - Způsob výroby nitě a výrobek obsahující takovou nit - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Při způsobu výroby nitě z nekonečných vláken se tvoří seskupení /12/ nekonečných vláken mechanickým vytahováním primárních vláknových útvarů z roztavené termoplastické hmoty nebo hmot, vytékajících z otvoru nebo otvorů nejméně jednoho zařízení /13/ a na povrch alespoň části nekonečných vláken /12/ se nanáší směs v kapalném stavu, před jejich sdružováním do nejméně jedné nitě. Při způsobu se nepřetržitě impregnuje rohož /10/ vláken, mechanicky držených pohromadě, jako je plst nebo tkanina, směsí v kapalném stavu, plynule se odebírá alespoň část této směsi otáčivým válečkem v dotyku s uvedenou rohoží, a na nekonečná vlákna /12/ se během jejich odtahování nanáší uvedená směs nanášecím válečkem /11/.

fítcTf

Způsob výroby nitě a výrobek obsahující takovou nit

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby nitě z nekonečných vláken ve formě seskupení nekonečných vláken mechanickým vytahováním primárních vláknových útvarů z roztavené termoplastické hmoty nebo hmot, vytékajících z otvoru nebo otvorů zařízení, při kterém se ukládá na povrch alespoň části nekonečných vláken směs v kapalném stavu, před jejich sdružováním do nejméně jedné nitě. Dále se týká výrobku, obsahujícího nit vyrobenou výše uvedeným způsobem.

Dosavadní stav techniky

Výroba nití z nekonečných vláken se provádí známým způsobem z nití vytvořených z nekonečných vláken, získávaných z primárních vláknových útvarů z roztaveného skla, vytékajících z otvorů zvlákňovacích trysek. Tyto primární zvlákňovací útvary se vytahují ve formě skleněných nekonečných vláken, které se shromažďují do nití, jež se po té odebírají. Před jejich shromažďováním ve formě nití se nekonečná vlákna povlékají preparačním prostředkem, a to průchodem nanášecím ústrojím tohoto prostředku. Vytvoření takového povlaku je potřebné pro získání nití a dovoluje jejich sdružování s jinými organickými a/nebo anorganickými hmotami pro vytváření kompozitních hmot.

Preparace slouží v prvé řadě jako mazivo a chrání nitě proti otěru, vyplývajícího z toho, že se nitě třou velkou rychlostí o různá ústrojí během výše popsaného způsobu. Preparace může rovněž zajišťovat, zejména po polymeraci, celistvost výše uvedených nití, t.j. spojení nekonečných vláken

-2mezi sebou uvnitř nití. O tuto celistvost je usilováno zejména v textilních použitích, kde jsou nitě vystaveny silným mechanickým namáháním. Jestliže totiž nekonečná vlákna nití nekonečných vláken drží málo při sobě, snadněji se lámou a jsou náchylná ke způsobování poruch textilních strojů. Necelistvé nitě jsou navíc považovány za obtížně manipulovatelné .

Preparace se však rovněž používá v případě, kdy celistvost není požadována, jako je tomu u výztužných vláken, když není usilováno o zvýšenou rychlost impregnace vyztužovanou hmotou. Při výrobě například trubek postupy přímé impregnace nebo impregnace návinů na bázi nekonečných vláken se používá otevřených nití, v nichž jsou nekonečná vlákna vzájemně od sebe oddělována. V tomto případě jsou používána malá množství preparačního prostředku, zejména menší než 0,5 hmotn.%.

Preparace rovněž usnadňuje smáčení a/nebo impregnaci nití hmotami, které se vyztužuji, a napomáhá k tvorbě spojení mezi nitěmi a uvedenými materiály. Na kvalitě přilnutí hmoty k nitím a schopnost smáčet a/nebo impregnovat nitě touto hmotou závisí zejména mechanické vlastnosti kompozitů, získaných z této hmoty a nití.

Většina současně používaných preparačních prostředků jsou vodné preparační prostředky, s nimiž se dá jednoduše manipulovat, ale které se musí nanášet na nitích ve velkých množstvích, aby byla účinná. Voda tvoří více než 90% hmotnosti těchto preparačních prostředků (zejména z důvodů viskozity), což vyžaduje nitě před jejich použitím sušit, pro-3-

tože voda může škodit dobré adhezi mezi nitěmi a vyztužovanými materiály. Tato sušení jsou dlouhá a nákladná a jejich účinnost není vždy optimální. Vyžadují použití velkokapacitních sušicích pecí. Navíc když se provádějí při zvlákňování (t.j. před odebíráním nití získaných shromažďováním nekonečných vláken) v úrovni nekonečných vláken (WO 92Ú05122) nebo v úrovni nití (US-A-3 853 605), vyžadují zabudování sušicích zařízení pod každou zvlákňovací trysku a když se provádí na návinech nití, vyvolávají rizika nepravidelného a/nebo selektivního vnikání složek preparačního prostředku do nitra návinů (vodné preparační prostředky mají sklon se rozdělovat na nitích nepravidelně již v důsledku jejich povahy), a eventuelně zbarvování nití nebo deformace návinů. Kromě toho se bez sušení často pozoruje deformace návinů s přímými okraji z jemných nití (t.j. nití majících jemnost nebo lineární měrnou hmotnost 300 až 600 tex neboli g/km nebo méně), opatřených povlakem vodných preparačních prostředků.

Pro odstranění těchto nevýhod byl vyvinut nový typ preparačních prostředků, prakticky prostých rozpouštědel, nazývaných bezvodé. Bezvodé preparační prostředky jsou polymerová tělně nebo zesítovatelné roztoky, obsahující eventuelně organická rozpouštědla a/nebo vodu v malých podílech, zpravidla nižších než 5 hmotn.%. Výhodně se liší od vodných preparačních prostředků, které obsahují eventuelně organická rozpouštědla a/nebo vodu v malých množstvích, zpravidla nižších než 5 hmotn.%. S výhodou se liší od vodných preparačních prostředků jejich schopností se pravidelně a stejnoměrně rozdělovat na povrchu nekonečných vláken, t.j. vytvářet filmy s konstantními tlouštkami, takže se jakékoli následné sušicí zpracování nebo odstraňování rozpouštědla stává zby-4tečné, nebot jeho malá množství se odpařují při nanášení preparačního prostředku na nekonečná vlákna a při polymeraci preparačního prostředku.

Množství bezvodého preparačního prostředku, ukládaná na nekonečná vlákna, jsou také menší, než je tomu u vodných rozpouštědel. Při nanášení prostřednictvím povlékacího válečku se tak na povrchu válečku tvoří film o tlouštce nedosahující ani 15 μπι v případě bezvodého preparačního prostředku místo tlouštky přibližně 90 μη pro vodný preparační prostředek. Tato menší množství bezvodého preparačního prostředku jsou mimo to nanášena s mnohem vyšší účinností a výtěžek může dosáhnout 100% při vhodné volbě pracovních podmínek, zatímco výtěžek je u vodných preparačních prostředků zpravidla 40 až 75%.

Bezvodé preparační prostředky se v podstatě dělí do tří kategorií. První kategorie zahrnuje preparační prostředky polymerovatelné ultrafialovým zářením, jaké jsou popsány v patentovém spisu EP 0 570 283 a obsahují například:

- nejméně jeden mono- nebo poly-nasycený monomer a/nebo oligomer typu polyesterakrylátu, epoxyakrylátu, silikonované sloučeniny nebo uretanakrylátu,

- nejméně jeden fotoinciátor, jako je benzoin, acetofenon, benzofenon, sulfonylacetofenon a jejich deriváty, jakož i thioxantony,

- popřípadě nejméně jedno organické rozpouštědlo, a eventuelně

- přísady, jako je nejméně jedno smáčející činidlo, promotor adheze, protismršůovací činidlo, a kompatibilizační činidlo, sestávajícím zejména ze sílánu.

-5Druhá kategorie bezvodých preparačních činidel je třída polymerovatelných a/nebo tepelně zesíůovatelných činidel, jaká jsou popsána v patentových přihláškách FR 93/14792 a 96/00067. Jako příklad obsahuje základní systém těchto kompozic akrylovou složku a teplem aktivovatelný peroxid jako radikálový iniciátor, nebo epoxydovou složku a bezvodou složku, které se vytvrzují vzájemnou reakcí.

Třetí kategorie bezvodých preparačních prostředků tvoří část obsahu přihlášky vynálezu FR 97/05926. Jedná se o preparační prostředky, polymerovátělně při teplotě místnosti, jejichž základní systémy mohou obsahovat jeden nebo více homopolymerizovatelných monomerů a/nebo nejméně dva kopolymerovatelné monomery, které nevyžadují přívod vnější energie. V případě kopolymerace dvou monomerů mohou být tyto monomery nanášeny na nekonečná vlána ve formě jejich směsi v roztoku bezprostředně po té, co se tato směs vytvořila, nebo ve formě prvního stabilního roztoku, obsahujícího první směs monomerů, a druhého stabilního roztoku, obsahujícího druhou směs monomerů. V této poslední variantě se první roztok nanáší na nekonečná vlákna, druhý roztok se nanáší následně, a to nejpozději po shromažďování nekonečných vláken do nití. Ve všech případech se kopolymerace obecně spouští od okamžiku vzájemného kontaktování prvního a druhého monomeru na nekonečných vláknech a popřípadě požadovaného katalyzátoru nebo katalyzátorů.

Zpracování v podobě vystavení působení utrafialovému záření a tepelná zpracování, potřebná pro polymeraci preparačních prostředků obou prvních typů se provádějí najednou

-6nebo navíckrát po shromáždění nekonečných vláken do nití. Provádí se tak určitým způsobem, podle uvažovaného použití a povahy nití, ozařovací předběžné zpracování nebo zahřívání v okamžiku odebírání a navíjení nití ve formě různého druhu návinů, takže se předpolymeruje preparační prostředek, jehož vlastní polymerace se provádí v následném ozařovacím nebo vyhřívacím zpracovávání, když se nit odvíjí pro konkrétní použití, pro něž je určena, t.j. textilní použití nebo výztuž organických nebo anorganických hmot. Nit povlečená dosud nezpolymerovanou kompozicí nevykazuje celistvost v běžném slova smyslu, nebot povlečená nekonečná vlákna s povlakem, která ji tvoří, mohou klouzat vzájemně po sobě. Nit je proto snadno manipulovatelná, a když je navinuta ve forma návinů, může být snadno odebírána ze svitků, aniž by byla předem podrobena polymeračnímu zpracování preparačního prostředku. Nit povlečená dosud nezpolymerovanou preparační kompozicí má kromě toho velmi dobrou schopnost smáčení a impregnace hmotami, které ji vyztužují, přičemž polymerace se tak může provádět rychleji (takže se zvýší produktivita), a získané kompozity jsou homogennější a mají některé mechanické vlastnosti zlepšené.

Jak je popsáno ve spisu EP 0 570 283, může však rovněž přinášet výhody polymerace preparačního prostředku, naneseného na niti ve formě návinu, vyvolaná ozářením ultrafialovým zářením.

Pokud jde o nanášení bezvodých preparačních prostředků na skleněná nekonečná vlákna, jsou známé různé postupy. Podle výše uvedeného spisu FR 97/05926 se toto nanášení provádí pomocí válečku, rozprašovače, pomocí zařízení, vykoná-Ί··· ···· · · • · ··· ·· · · · · ·· vajícího rovněž funkci shromažďovacího ústrojí nebo prostřednictvím dalších nití nebo nekonečných vláken, opatřených povlakem uvedené kompozice, a uvedených do kontaktu se skleněnými nekonečnými vlákny. Tento postup se vztahuje na konkrétní případ nití z nekonečných vláken, tvořených skleněnými nekonečnými vlákny nebo vzájemně promísenými nitěmi z termoplastových polymerů.

Z povahy rozprašování nezbytně vyplývá, že je doprovázeno většími či menšími ztrátami preparačního prostředku. Potřeba zpětného získávání tohoto ztraceného podílu, pokud je možné, představuje nedostatek tohoto řešení.

Způsob nanášení pomocí válečku nebo zařízení pro shromažďování nekonečných vláken do nitě spočívá v odebírání preparačního prostředku z filmu více nebo méně viskózní a husté kapaliny, vytvořeného na hladkém povrchu, vykazujícím soubor fyzikálních vlastností, zejména tvrdosti a mikroporéznosti povrchu, jako kovové povrchy. Vychází-li se z konstatování, že chemická povaha bezvodých preparačních prostředků dovoluje jejich používání ve stále menších množstvích, existuje požadavek na způsob vytváření stále tenčího kapalinového filmu, majícího dokonale rovnoměrnou, kontrolovatelnou a reprodukovatelnou tlouštku, na mikroskopicky hladkém povrchu kovového, keramického nebo organického typu. Je tomu tak proto, že je možné očekávat, že odebírání preparačního prostředku na nekonečných vláknech z takového filmu nakonec povede k odebírání minimálního množství preparačního prostředku na vláknech se zvýšenou produktivitou nanášení, t.j. zmenšení ztrát preparačního prostředku, a to ve zcela kontrolovaných podmínkách. Je konečně sledována snaha po do-8·· · ·· ·· ·· · · ···· · · » ···· ··· · · · · · · • · ··· · · · · ·· · · sažení nekonečných vláken, nití a vyztužených materiálů, které je obsahují, majících dostatečné mechanické vlastnosti , nebo alespoň zachované původní vlastnosti, nebo i nové z určitých hledisek.

V současné době neexistuje způsob, který by dovolil vytvářet například na povrchu kovového válečku takový jemný film bezvodého preparačního prostředku regulovatelným způsobem. Ponor dolní části válečku do roztoku preparačního prostředku, spojený na otáčením válečku, má za následek, že se na povrchu válečku tvoří vrstva, jejíž vlastnosti mohou být regulovány pouze v malé míře, a to tím, že se mění viskozita roztoku a rychlost otáčení válečku. Tato vrstva má příliš velkou a nepravidelnou tlouštku a není možné zabránit ztrátám preparačního prostředku v úrovni ústrojí pro shromažďování nekonečných vláken do nití nebo odebírání nití v důsledku odhazování působením odstředivé síly, vyplývající z používaných zvýšených rychlostí.

Také žádný systém ukládání preparačního prostředku na válečku pomocí dávkovacího čerpadla a injekční trysky dosud nedovolil vytváření požadovaného filmu.

Kromě toho se výše citovaný spis EP 0 570 283 krátce zmiňuje v popisu obr.l o povlékacím zařízení 13, tvořeném nanášecím prostředkem z plsti, zvhlčované reakční směsí pomocí dávkovacího čerpadla. Struktura plsti dovoluje nasávat roztok zejména homogenním způsobem. Odebírání preparačního prostředku, navrhované evropským patentovým spisem, však nezajištuje uspokojení v rámci výše uvedeného technického problému, nebot nanášení požadovaných malých množství neko-9-

nečných vláken může být zajišťováno pouze za cenu relativního vysušení plsti, které by vzhledem k nepravidelné struktuře vyplývající z povahy plsti, mající vlákna s různými směry, rozměry a popřípadě i strukturou, tvořilo značné riziko zachycování skleněných nekonečných vláken a tedy i polámání těchto nekonečných vláken. Způsobem popsaným v uvedeném spisu tak mohou být nanášeny pouze relativně značná množství preparačního prostředku.

Vynález si proto klade za úkol vytvořit způsob a zařízení pro nanášení minimálních množství preparačních roztoků na povrch skleněných vláken ve formě filmů s rovnoměrnými tloušťkami, způsobilých zcela povléci každé nekonečné vlákno, takže tlouštky mohou být přesně určeny vhodnou volbou pracovních podmínek a reprodukovány s dostatečnou spolehlivostí .

Podstata vynálezu

Vynález přináší způsob výroby nitě z nekonečných vláken ve formě seskupení nekonečných vláken mechanickým vytahováním seskupení primárních vláknových útvarů z roztavené termoplastické hmoty nebo hmot, vytékajících z otvorů zařízení, při kterém se nanáší na povrch alespoň části nekonečných vláken směs v kapalném stavu, před jejich sdružováním do nejméně jedné nitě, jehož podstatou je, že se nepřetržitě impregnuje rohož vláken, mechanicky držených pohromadě, jako je plst nebo tkanina, směsí v kapalném stavu, plynule se odebírá alespoň část této směsi otáčivým válečkem v dotyku s uvedenou rohoží, a na nekonečná vlákna se během jejich odtahování nanáší uvedená směs nanášecím válečkem.

• · · ·

-10Tento způsob otevírá cestu rovnoměrnému nanášení, na nekonečná vlákna tak malých množství preparačního prostředku, jako 0,5-1% hmotnosti nekonečných vláken, která jsou postačující zejména v případě běžně známých vysoce účinných bezvodých preparačních prostředků, s účinností nanášení blízkou nebo rovnou 100%. Tato účinnost (výtěžek) nanášení, jakož i rovnoměrnost a reprodukovatelnost nanášení na nekonečných vláknech, vyplývají z možnosti vytvořit na povrchu nanášecího válečku kapalinový film, jehož tlouštka je téměř konstantní a menší než 8 μιη, s výhodou od 3 do 5 μιη, s pozoruhodnou přesností a reprodukovatelností, jaké otevírá vynález .

Není třeba se obávat ztrát preparačního prostředku a zisk produktivity je podstatný. Například pro zvlákňovací trysku, produkující 800 kg/den nekonečných vláken, bude postačující přívod preparačního prostředku 160 až 350 g/h.

Podle nejběžnějšího provedení jsou všechna vlákna, tvořící nit, vytvořená ze skla. Vynález však nevylučuje variantu, podle které je nit tvořena skleněnými nekonečnými vlákny a organickými vlákny, přičemž pouze nitě ze skleněných vláken jsou opatřeny nánosem směsi v kapalném stavu, nebo varianty, podle které jsou také organická nekonečná vlákna opatřena povlakem tohoto preparačního prostředku, nebo povlakem odlišného preparačního prostředku, přičemž jednotlivé odlišné preparační kompozice jsou zvlášť, schopné reagovat spolu navzájem. Pod pojmem organická nekonečná vlákna se rozumí termoplastická nekonečná vlákna, jako jsou polypropylenová, polyamidová nebo polyesterová vlákna. Tato polymerová nekonečná vlákna mohou být vrhána mezi skleněná • · ·

-11·· · ·· • · · · · • · · · nekonečná vlákna, již opatřená preparačním prostředkem, před shromažďováním všech těchto nekonečných vláken do nitě, jak je popsáno ve spisu EP 0 599 695.

Vzhledem k výše uvedeným vlastnostem bezvodých preparačních prostředků a jejich výborné schopnosti smáčení nekonečných vláken bude zřejmé, že kapalná směs pro nanášení na nekonečná vlákna s výhodou sestává z takového bezvodého preparačního prostředku, pro jehož definování se odvoláváme na obsah spisu EP 0 570 283 a výše uvedené přihlášky vynálezu FR 93/14792, 96/00067 a FR 97/05926.

Do rámce vynálezu také patří dvojí nebo násobné použití způsobu podle vynálezu na nekonečných vláken během vytahování před jejich shromažďováním do nitě (nití) za tím účelem, aby se na nich nanášely kapalné kompozice způsobilé vzájemně spolu reagovat zejména při teplotě okolního prostředí kopolymerací složek takových samostatných kompozic. Jinými slovy nebrání nároky zařízení, potřebného pro provádění způsobu, kladené na prostor, aby se kombinovaly dvě nebo více kompozic pro provádění dvojího nebo násobného nanášení na jeden soubor nekonečných vláken, jak je popsáno ve francouzské přihlášce vynálezu FR 97/05936.

Nitě získané způsobem podle vynálezu se zpravidla shromažďují ve formě návinů na otáčejících se nosičích. Nitě získané podle vynálezu jsou snadno odvinovatelné z návinů a snadno manipulovatelné.

Nitě mohou být rovněž shromažďovány na posouvajících se přijímacích nosičích. Mohou být vrhány nebo rozsypávány • » • ·

ústrojím, sloužícím rovněž k jejich vytahování, směrem ke sběrnému povrchu, který se posouvá napříč ke směru vrhaných nití, čímž se získá rozprostřené vláknové seskupení typu rohože. Mohou být rovněž před jejich shromažďováním stříhány ústrojím, sloužícím rovněž pro jejich vytahování.

Nitě získané podle vynálezu mohou být po shromažďování v různých formách, zejména ve formě návinů nebo odpovídajících nitových těles z nití z nekonečných vláken nebo ve formě nastříhaných nití, shromažďovány ve formě šňůr, pásek, rohoží nebo sítí, v tkané nebo netkané formě, atd. Skleněná nekonečná vlákna, tvořící tyto nitě, mohou mít průměr od 5 do 30 μιη a sklo použité pro výrobu těchto nití může být jakékoli sklo, a to sklo E, sklo AR (odolné proti alkáliím) atd.

Nitě získané způsobem podle vynálezu mohou být s výhodou sdružovány s různými vyztužovanými hmotami za účelem vytváření kompozitních výrobků s dobrými mechanickými vlastnostmi. Kompozitní materiály se s výhodou vytvářejí kombinováním alespoň skleněných nití podle vynálezu a nejméně jedné organické a/nebo anorganické hmoty, přičemž obsah skla v kompozitních hmotách je s výhodou od 30 do 75 hmotn.%.

Vynález si rovněž klade za úkol vytvořit výrobek, tvořený alespoň zčásti nití vytvořenou výše popsaným způsobem. Tato nit může nebo nemusí být podrobena pozdějšímu zpracování stříháním, tkaním, mechanickým rozsypáváním, vrháním nebo jakémukoli dalšímu zpracovávacímu procesu. Eventuelně se mísí s organickou nebo minerální hmotou pro zajištění jejího vyztužování.

Nit může vykazovat ztráty žíháním nanejvýše rovné 3% hmotnosti anebo i v řadě provedení nanejvýše rovné 1 % hmotnosti .

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l až 3 schémata tří zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení znázorněná na výkresech obsahují zásobník 1 preparačního prostředku, udržovaného eventuelně na konstantní teplotě, zajištující jeho dobré uchovávání za účelem zajištění stability podmínek dávkování. Podle obr.l se preparační prostředek nasává čerpadlem peristaltického nebo membránového typu, které vystavuje čerpanou kapalinu zvlášt nízkým střihovým zatížením. Nasávané množství se přenáší na rozdělovači plst 10 po té, co prošlo průtokoměrem 2· Zařízení obsahuje mikropočítač 4, který je připojen současně k průtokoměru 2 ^a k čerpadlu 2 za účelem trvalého přizpůsobování objemu nebo hmotnosti preparačního prostředku, vydávaného čerpadlem 2, v závislosti na informaci poskytovanou průtokoměrem.

Zařízení z obr.2 a 3 používají pro napájení plsti 10 zdroj 5 stlačeného vzduchu, předřazeného zásobníku 1. Podle obr.2 prochází preparační prostředek, pocházející ze zásobníku 1, průtokoměrem 3 a regulačním ventilem 6, spojenými s mikropočítačem 4. V tomto případě používá mikropočítač .4

-14• *

Μ »4 »4 _# »· r· t • 4 * ‘ • · 9V ·* » • * ’ •4 44 4» informaci, vydávanou průtokoměrem, pro ovládání eventuelní korektury průtoku pomocí regulačního ventilu 6 v reálném čase .

Ve zjednodušeném zařízení z obr.3 je tato regulační schopnost zajištěna volumetrickým regulačním ventilem 7 s kompenzací teploty, vřazeným do obvodu mezi zdroj 5 stlačeného vzduchu a zásobník 1. Ventil 7, který má integrovanou a samostatnou regulační funkci, umožňuje vypustit pomocné řídicí a regulační ústrojí počítačového typu.

Plst 10 je upevněna k tuhé desce, jejíž sklon může být měněn například prostřednictvím neznázoměného pneumatického válce se řízeným zdvihem, kterým se také může ovládat přítlak, vyvíjený deskou na nanášecí váleček 11. Plst

10. pravidelně napájená preparačním prostředkem, slouží pro jeho rozdělování na část povrchu nanášecího válečku 11, která je o něco větší, než plocha, s níž přichází do styku rozprostřené vláknové seskupení 12 nekonečných vláken, vydávaných zvlákňovací tryskou 13 a odtahovaných z trysky. Preparační prostředek teče do nakloněné plsti 10 a samotížně se v ní rozděluje. Šířka impregnovaného pásma plsti 10 (t.j. její příčný rozměr vzhledem k podélnému směru definovaného tečením po nakloněné rovině), doba proudění a rozdělování závisí na viskozitě preparačního prostředku, vlastnostech plsti (povaze složek, hustotě, struktuře, rozměrech) a geometrii polohování (naklonění).

Struktura plsti a viskozita preparačního prostředku mají úzký vzájemný vztah. Například bude hustá plst viskózní kapalinou povrchově smáčena a naopak kapalný preparační • ·

• · • · • · · · • · • · » · · prostředek bude snadno pronikat do málo husté plsti a bude odtékat, aniž by se rozprostíral po celé ploše. Naklonění plsti hraje také důležitou roli v rozdělování preparačního prostředku tím, že umožňuje gravitačním silám, aby měly větší nebo menší účinek. To umožňuje seřizovat chod zařízení a kompenzovat jakékoli nedostatky při rozdělování, které vyplývájí z nedostatečné vhodnosti plsti.

Optimální vztah mezi viskozitou preparačního prostředku a hustotou (měrnou hmotností) plsti je uveden v následující tabulce v případě naklonění plsti v úhlu 30° vzhledem k vodorovné rovině, délce toku 6 cm, šířce rozdělování 6 cm a tlaku pracovního válce na povlékací zařízení 0,1 MPa (1 bar).

Viskozita preparačního prostředku při 20°C (cP) <20

20-50

50-100

100-250

250-400

Měrná hmotnost (g/dm³)

200-400

150-250

125-175

100-150 <100

Povaha plsti má účinek na kvalitu rozdělování preparačního prostředku z hlediska dvou kritérií, spojených s typem použitých vláken, a to chemickou povahou vláken, jejich průměrem a rovnoměrností.

Velká většina vláken, tvořících plsti, jsou celulózová nebo vlněná vlákna. Začínají se také používat syntetické

-16• · materiály, jako polypropylenová nebo polyesterová vlákna.

V případě preparačních kompozic, jejichž složky jsou málo polární, jsou velmi vhodné syntetické plsti polypropylenového typu a chemická slučitelnost je uspokojivá. V případě kompozic výrazného polárního charakteru (což je případ mnohých složek v preparačních prostředcích) jsou vhodnější přírodní plsti typu vlny (která je hydrofilnější).

Chemická kompatibilita různých materiálů plstí může být měněna v jednom nebo v druhém smyslu vhodným chemickým zpracováním vláken. Vzájemná působení mezi složkami preparačních prostředků (které jsou vzhledem k jejich monomerní povaze velmi dobrými rozpouštědly) jsou však obtížně ovladatelná. Ve většině případů je dávána přednost vláknům bez zpracování.

Průměr vláken plsti být obecně co nejrovnoměrnější, aby se usnadnil přenos preparačního prostředku na váleček. Různorodost vláken plsti, zejména přítomnost hrubých vláken, vyvolává místní rozdíly v tlouštce filmu preparačního prostředku na nanášecím válečku, které mohou vyvolávat přetrhy u válečku vyvolávané suchostí. Je dávána přednost vláknům malého průměru (okolo 20 μιη). Navíc musí být délka vláken, jejich ohebnost a vzájemné propletení dostatečně velké, aby se zabránilo jakémukoli unášení celých vláken nebo přetrhům u povrchu válečku. Přítomnost cizích prvků a povrchu válečku zpravidla působí přetrhy, jejichž původ se dá obtížně určit.

Přenos preparačního prostředku na nanášecí váleček je při normální funkci 100%. Pro získání takového účinku je

-17« · • · možné působit na různé parametry. V první vede tlak, vyvíjený plstí na váleček, k vytvoření stlačené oblasti, skrz kterou je tok velmi snížený. Tlak však nesmí být příliš vysoký, aby se nepoškodil váleček nebo hnací mechanismus. Otáčející se váleček unáší s sebou preparační prostředek, který je k dispozici, přičemž preparační prostředek je dostatečně slučitelný s materiálem válečku, aby nevznikal jev nedostatečného smáčení. Kromě toho je množství preparačního prostředku vždy mnohem menší, než je váleček schopen převzít. Jako příklad lze uvést, že v případě 40 mm průměru grafitového válečku, majícího kontaktní délku mezi plstí a válečkem 80 mm, je tlak, který je třeba vyvíjet, ve většině případů od 0,05 do 0,3 MPa.

Druhým parametrem je rychlost otáčení válečku, která má má ve zvláštních případech určitý účinek na přenos mezi plstí a válečkem. Když má preparační prostředek malou viskozitu a povrch válečku je jím velmi účinně smáčen (obvykle v případě málo polárních preparačních prostředků) a/nebo když konečný výrobek potřebuje vysokou ztrátu žíháním, t.j. velké množství preparačního prostředku, je tak vhodné zvýšit rychlost otáčení nanášecího válečku pro zvýšení smáčené přebírací plochy a výsledné zvýšení množství přenášeného preparačního prostředku. Když se použije průměr grafitového válečku 40 mm, může být rychlost otáčení měněna mezi počtem 50 až 150 otáčkami za minutu, aby uspokojovala ve většině případů.

Třetí a konečný parametr, který má být vzat v úvahu pro kvalitu přenosu mezi plstí a válečkem, je chemická povaha a stav povrchu válečku. Tento parametr je ostatně ještě • »

-18• · · důležitější pro kvalitu přenosu mezi válečkem a vlákny. Vzhledem k tomu, že charakteristické vlastnosti přenosu mezi plstí a válečkem a válečkem a skleněnými vlákny mají spolu úzký vztah, je v současné době nejvhodnějším materiálem grafit.

V normálním provozu dovoluje postup nanášení bezvodých preparačních prostředků, jak je popsán výše, nanášecí účinnost velmi blízkou nebo rovnou 100%. Při použití vodných preparačních prostředků je tato účinnost zpravidla v rozsahu 40 až 75%. Vzhledem k tomu, že ceny surovin (pokud jde o suché složky) jsou v podstatě stejné, je zřejmá ekonomická výhodnost bezvodých preparačních prostředků, nanášených při použití tohoto způsobu.

Kromě toho je z ekologického hlediska výhodné vyloučit zdroj odpadů, které jsou potencielně ekologicky závadné, a který vede ke vzniku dalších nákladů na jejich likvidaci. V případě vzniku odpadů (zpravidla v malých množstvích) ve fázi čištění, zkoušek nebo provozu ve zvláštních podmínkách, a vzhledem k organické povaze odpadů, se dá odpad snadno spalovat ve vhodných zařízeních.

Claims (18)

1. PAT ΕΝ TOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby nitě z nekonečných vláken, při kterém se tvoří seskupení (12) nekonečných vláken mechanickým vytahováním seskupení primárních vláknových útvarů z roztavené termoplastické hmoty nebo hmot, vytékajících z otvorů nejméně jednoho zařízení (13), při kterém se nanáší na povrch alespoň části nekonečných vláken (12) směs v kapalném stavu, před jejich sdružováním do nejméně jedné nitě, vyznačený tím, že se nepřetržitě impregnuje rohož (10) z vláken, mechanicky držených pohromadě, jako je plst nebo tkanina, směsí v kapalném stavu, plynule se odebírá alespoň část této směsi otáčivým válečkem (11) v dotyku s uvedenou rohoží (10), a na nekonečná vlákna (12) se během jejich odtahování nanáší uvedená směs nanášecím válečkem (11).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že nekonečná vlákna (12) obsahují polymerní vlákna a skleněná nekonečná vlákna.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že směs v kapalném stavu je bezvodý preparační prostředek.
4. 4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že rohož (10) se napájí dávkovacím čerpadlem (2), zejména membránového nebo peristaltického typu.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačený tím, že prostředky pro napájení rohože (10) obsahují zařízení pro trvalé ovládání, sestávající z průtokoměru (3), vřazeného do tekutinového okruhu mezi čerpadlem (2) a rohoží (10) a řídicí

   -20• · · a regulační prostředek (4), jako je počítač připojený současně k průtokoměru (3) a k čerpadlu (2).
6. 6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že napájení rohože (10) se provádí přiváděním plynu (5) pod tlakem na stranu předřazenou zásobníku (1) na uvedenou směs v kapalném stavu.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že prostředky pro napájení rohože (10) obsahují regulační ústrojí, sestávající z průtokoměru (3) a regulačního ventilu (6), vřazených do tekutinového okruhu mezi zásobníkem (1) a rohoží (10), a řídicí a regulační prostředek (4), jako je počítač připojený současně k průtokoměru (3) a k regulačnímu ventilu (6).
8. 8. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že prostředky pro napájení rohože (10) obsahují regulační ústrojí, sestávající z regulačního volumetrického ventilu (7) s kompenzací teploty, vřazeného do tekutinového okruhu mezi přívodem (5) tlakového vzduchu a zásobníkem (11).
9. 9. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že povrch rohože (10) vymezuje nakloněnou rovinu, přičemž k toku a rozdělování směsi v kapalném stavu v rohoži (10) dochází samotížně.
10. 10. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 9, vyznačený tím, že rohož (10) je ze syntetických plstí nebo syntetických tkanin, zejména z polypropylenu nebo polyesteru, nebo z přírodních plstí nebo tkanin, zejména z vlny nebo

    -21celulózy.
11. 11. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 10, vyznačený tím, že rohož (10) v podstatě sestává z vláken, majících průměr menší než 20 μιη.
12. 12. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 11, vyznačený tím, že nanášecí váleček (11) má povrchové mikropóry, jejichž rozměry jsou menší než 10 μιη. .
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačený tím, že povrch nanášecího válečku (11) je z grafitu.
14. 14. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 13, vyznačený tím, že tlouštka filmu uvedené směsi v kapalném stavu, vytvořená na povrchu nanášecího válečku (11) je menší než 8 μιη, s výhodou od 3 do 5 μιη.
15. 15. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 14, vyznačený tím, že uvedená směs v kapalném stavu se nanáší na nekonečná vlákna (12) v množství nanejvýše 3%, s výhodou nanejvýše 1% hmotnosti nekonečných vláken (12).
16. 16. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 15, vyznačený tím, že se použije několikrát za sebou pro samostatné přenášení směsí v kapalném stavu, způsobilých vzájemně spolu reagovat, na nekonečná vlákna.
17. 17. Výrobek sestávající alespoň zčásti z nitě získané způsobem podle nejméně jednoho z nároků 1 až 16, a která nebyla podrobena dalšímu zpracování nebo která byla podrobena

    -22stříhání nebo tkaní, mechanickému vrhání, rozsypávání nebo podobnému postupu a/nebo směšování s organickou nebo minerální hmotou pro její vyztužování.
18. 18. Výrobek podle nároku 17, vyznačený tím, že nit, z níž alespoň z části sestává, vykazuje ztrátu žíháním nanejvýše 3 hmotn.%, s výhodou nanejvýše 1 hmotn.%.