CZ20011231A3 - Kompozity obsahující celulózová vlákna, způsoby jejich výroby a jejich pouľití - Google Patents

Kompozity obsahující celulózová vlákna, způsoby jejich výroby a jejich pouľití Download PDF

Info

Publication number
CZ20011231A3
CZ20011231A3 CZ20011231A CZ20011231A CZ20011231A3 CZ 20011231 A3 CZ20011231 A3 CZ 20011231A3 CZ 20011231 A CZ20011231 A CZ 20011231A CZ 20011231 A CZ20011231 A CZ 20011231A CZ 20011231 A3 CZ20011231 A3 CZ 20011231A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
composite
fibers
polymeric material
cellulose
nylon
Prior art date
Application number
CZ20011231A
Other languages
English (en)
Inventor
Karl D. Sears
Rodney E. Jacobson
Daniel F. Caulfield
John Underwood
Original Assignee
Rayonier Inc.
The United States Of America, As Represented By Th
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 Rayonier Inc., The United States Of America, As Represented By Th filed Critical Rayonier Inc.
Publication of CZ20011231A3 publication Critical patent/CZ20011231A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/92—Wood chips or wood fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B29C48/2886—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules of fibrous, filamentary or filling materials, e.g. thin fibrous reinforcements or fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16—Fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y10T428/249948—Fiber is precoated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Tato přihláška je pokračovaci přihláškou US č. 09/169 663, podané 9.10.1998.
Vynález se týká zlepšeného kompozitního materiálu obsahujícího celulózová vlákna rozptýlená v polymerním matricovém materiálu. Vynález se také týká způsobů výroby těchto kompozitu mícháním v tavenině a vytlačováním, a způsobů jejich použití při aplikacích vstřikovacího lisování.
Dosavadní stav techniky
V této přihlášce je citováno několik publikací. Tyto odkazy popisuji stav techniky mající vztah k vynálezu začleňují se sem tímto odkazem.
V průmyslu umělých hmot se zpravidla používají plnidla a výztužné materiály pro zlepšení vlastností plastů. Přídavek těchto materiálů může zlepšit vlastnosti jako vodivost, pevnost, hodnoty modulu, rázovou houževnatost atd.
Skelná vlákna jsou nejpoužívanějším výztužným materiálem pro termosety a pro termoplasty. Skelná vlákna propůjčují plastovému kompozitu vysokou pevnost, rozměrovou stálost a tepelnou odolnost. Ačkoliv skelná vlákna mají požadované výztužné vlastnosti, jsou poměrně drahá, obrušují výrobní zařízení a zvyšují hustotu plastových systémů.
V některých aplikacích tyto nevýhody převažují výhody použití skelných vláken jako výztužné přísady.
Celulózové materiály byly použity jako plnidla již v minulosti. Klason aj . , Cellulosic Fillers for Thermoplastics, Polymer Composition, 1986; Klason aj . , The Efficiency of Cellulosic Fillers in Common Thermoplastics. Part 1. Filling without processing aids of coupling agents, Intern.J. Polymeric Mater., sv.10, str. 159-187 (1984); Snijder aj . , Polyolefins and Engineering Plastics Reinforced with Annual Plant Fibrers, The Fourth International Conference on Wood Fiber-Plastic Compisites, str. 181-191.
Celulózové materiály mají poměrně nízké hustoty (přibližně 1500 kg/m3) a způsobují menší opotřebení výrobního zařízení ve srovnání se sklem a minerálními materiály (např. hustota minerálních vláken z wolastonitu je 2900 kg/m3, hustota vláken z E-skla je 2500 kg/m3). Nicméně dřívější výzkumy použití dřevné celulózové buničiny nebo surových lignocelulózových materiálů (např. dřevného prachu, bagasy) v polymerních materiálech jako termoplastech ukázaly, že při použití těchto materiálů při teplotách nad 200 °C nastává zvýšená změna zbarvení kompozitního materiálu. Dále, použití takovéto buničiny způsobuje významné uvolňování plynu a zápach, v podstatě v důsledku nečistot jako je lignin. Kromě toho dřívější studie ukázaly, že při teplotách nad 200 °C mají celulózové vlákna samotná špatné výztužné vlastnosti ve srovnání s mletým dřevem a celulózovým práškem (Klason aj., Intern.J. Polymeric Mater., sv.10, str. 175 (1984)). Tyto výsledky dříve směrovaly výzkumné úsilí k použití celulózových materiálů v polymerech majících teploty tání pod 200 °C, jako jsou polypropylen a • 9
-3 polyetylén (teplota tání pod 180 °C), v nepřítomnosti materiálů s vysokou teplotou tavení.
Je žádoucí poskytnout zlepšené výztužné plnidlo pro použití v polymerních materiálech, například termoplastech, přičemž plnidlo má mít nízkou cenu, nízkou hustoty, zlepšené výztužné vlastnosti, sníženou abrazivnost, a zpracovatelnost při vyšších teplotách (např. nad 200 °C).
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je překonat výše uvedené nedostatky.
Dalším cílem vynálezu je poskytnout zlepšený kompozit obsahující celulózový materiál a způsoby jeho výroby.
Dalším cílem vynálezu je poskytnout zlepšené kompozity obsahující celulózové materiály mající sníženou změnu zbarvení a nižší hustoty.
Ještě dalším cílem vynálezu je poskytnout výrobky tvarované lisováním nebo vytlačováním ze zlepšených kompozitu, způsoby jejich výroby a jejich použití.
Výše jsou zřejmé z uvedené i další cíle vynálezu budou uvedeny nebo následujícím popisu.
Původci předložené přihlášky vynálezu s překvapením a neočekávaně obsahující obj evili celulózovou zlepšené buničinu
Celulózová vyj ádřenou vlákna použitá podle obsahem alfa-celulózy kompozitní materiály jako výztužný materiál.
vynálezu mají čistotu větší než 80 % hmotn.
Použití takovýchto celulózových materiálů nejen že poskytuje kompozitu zlepšené strukturní vlastnosti při snížené ceně a při jen malém zvýšení hustoty plastového systému, ale také neobrušuje významně zpracovací zařízeni, neuvolňuje zápach ani nevede k nepřijatelné změně zbarveni kompozitu. Kromě toho, použití celulózových materiálů podle vynálezu umožňuje míchání složek a tvarování výsledného kompozitního materiálu při nižších zpracovacích teplotách. Tyto kompozitní materiály překvapivě mohou být tvarovány vstřikováním za použití zpracovacích teplot nižších než jsou zpracovací teploty konvenčních kompozitů, dokonce pod teplotou bodu tání samotné polymerní matrice.
Popis výhodných provedení vynálezu
Jeden aspekt vynálezu se týká zlepšených kompozitů obsahujících celulózová vlákna rozptýlená v matrici, přičemž matrice obsahuje polymerní materiál a uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy více než 80 % hmotn. Kompozit s výhodou obsahuje více než 1 % a méně než 60 % hmotn. celulózových vláken, výhodněji méně než 50 % hmotn. celulózových vláken, ještě výhodněji méně než 40 % hmotn., a nejvýhodněji kolem 30 % hmotn. nebo méně. S výhodou jsou vlákna v podstatě rozptýlena v kompozitu.
Podle jednoho provedení obsahují celulózová vlákna více než 90 % hmotn. alfa-celulózy, s výhodou více než 95 % hmotn., výhodněji více než 96 a ještě výhodněji více než 98 % hmotn. alfa-celulžy.
Podle jiného provedení mají celulózová vlákna obsah ligninu menší než 2 % hmotn. s výhodou menši než 1 % hmotn., výhodněji menší než 0,5 % hmotn.
Vhodné čištěné celulózové buničiny zahrnují UltranierJ, Rayfloc-J-LD, Porosanier-J-HP, Ethenier-F-UHV, SulfatateH-J-HD a Placetate-F, všechny dostupné od firmy Rayonier, Specialty Pulp Products (Jesup, GA a Fernandina Beach, FL) . Všechny tyto buničiny mají obsah alfa-celulózy 95 % nebo více, s výjimkou Rayfloc-J (obsah alfa-celulózy asi 86 %) . Všechny jsou buničiny ze dřeva jehličnatých stromů s výjimkou Sulfatate-H-J, která je vyrobena z vláken ze dřeva listnatých stromů. Kvality Placeteta a Ethenier jsou sulfitové buničiny, zatímco ostatní jsou sulfátové buničiny. Tyto buničiny jsou komerčně dostupné. Další vhodné celulózové materiály od jiných výrobců zahrnují Estercell a Viscocell (International Páper- Natchez, MS), Supersoft (International Páper- Texarkana, TX) , Borregard UHV-S (Borregaard, Sarpsborg, Norsko), Saiccor Acetate a Saiccor Viscose (Saicco-Umkomass, Jižní Afrika), Weyerhaeuser MAC II (Weyerhaeuser, Cosmopolis, WA) , Buckeye A-5 resp. Buckeye Cotton Linters (Buckeye Technologies- Perry, FL resp Memphis, TN).
Tato celulózové vlákna mohou být odvozena ze zdrojů buničiny z jehličnatého dřeva s výchozími materiály jako jsou různé borovice (jižní borovice, borovice vejmutovka, karibská borovice), jedlovec kanadský, různé jedle (jedle Sitka), Douglasova jedle nebo jejich směsi, a/nebo ze zdrojů buničiny ze dřeva listnatých stromů s výchozími materiály jako jsou gumovník, javor, dub, eukalyptus, topol, buk, osika nebo jejich směsi.
Buničiny jsou zpravidla dostupné na trhu ve formě pásů. Pro usnadnění míchání vláken s polymernim materiálem se vláknité pásy mohou rozdělovat na jednotlivá vlákna nebo malé agregáty vláken. Podle jednoho provedení se celulózová ·< ···· vlákna granuluji, takže vlákna mohou být snadno rozptýlena v polymerní matrici. Krok granulace se může provádět pomocí rotační nožové řezačky pro rozrušení buničitého materiálu. Granulační proces však také zmenšuje délku vláken. Zmenšení délky vláken zpravidla zmenšuje výztužný účinek vláknitého aditiva. Granulovaná celulózová vlákna mají typickou průměrnou délku 0,1 až 6 mm.
Podle jiného provedení se celulózová vlákna peletizují do formy pelet z vláken bez granulace vláken, protože krok granulace celulózových vláken před smícháním s polymerním materiálem zmenšuje délku vláken. Nahrazení kroku granulace použitím peletizovaných vláken zachovává v mnohem větší míře délku vláken, a také umožňuje adekvátní zavádění a míchání vláken do polymeru. Při zachování větší délky vláken je podstatně zlepšena pevnost v tahu a nevrubová rázová houževnatost kompozitu zjištěná zkouškou podle Izoda. Vlákna v peletizované formě se míchají s polymerní matricí a zavádějí se do extruderu. Během míchání v rozpadají a v matrici .
j ednotlivá
Výhodné je, vlákna mohou být tavenině se pelety rozptýlena snadno že peletizace vláken nezmenšuj e významně délku vláken, která zlepšuje výztužné vlastnosti vláken.
Délka vláken se zmenšuje také při operaci míchání. V souladu s tím, jedno výhodné provedení zahrnuje zavádění pelet v pozdějším stupni procesu míchání. Vlákna se mohou například zavádět v jedné z dalších oblastí dvoušnekového extruderu pro umožnění dostatečného promíchání s polymerem bez významného zmenšení délky vláken. Bylo zjištěno, že při postupu podle tohoto provedeni vynálezu je zřetelně zlepšena barva výsledného výrobku.
··♦·
Matricový materiál kompozitu sestává z polymerního materiálu tavícího se při 180-270 °C. Vhodné polymemí materiály zahrnuji polyamidy, PET (polyethylentereftalát), PBT (polybutylentereftalát) nebo jejich směsi. Jiné, vhodné materiály zahrnují PTT (polytrimethyltereftalát) , ECM (ethylen-oxid uhelnatý) a styrenové kopolymerní směsi jako například termoplastické polymery SAN (styren-akrylonitril) a SMA (styren-maleinanhydrid). Ještě další materiály zahrnují polyacetaly, butyrát celulózy, ABS (akrylonitrilbutadien-styren), určité methylmethakryláty a polymery polychlortrifluorethylenu.
Podle jednoho výhodného provedení je polymemí materiál termoplast s výhodou mající teplotu °C vyšší než 200 bodu tání vyšší než a ještě výhodněji
220-250 °C, °c.
S výhodou je polymemí skupiny zahrnující nylon materiál termoplast zvolený ze
6, nylon
12, nylon 66 nebo jejich směsi.
Podle jiného vytvoření, které vede k novému kompozitnímu výrobku, kompozit může zahrnovat tepelně citlivé aditivum citlivé ke zvýšeným zpracovacím teplotám. Protože kompozity polymer/vlákna podle vynálezu mohou být zpracovávány při nižších teplotách, může být použito tepelně citlivé aditivum, které by jinak bylo nekompatibilní s polymerním materiálem kvůli vysokým zpracovacím teplotám. Například aditivum, které nemůže být použito při aplikacích nylonu vstřikovacím lisováním v důsledku obvykle používaných vysokých teplot, podle vynálezu může být s nylonem použito, protože mohou být použity nižší zpracovací teploty. To vede k novým výrobkům tvarovaným vstřikováním, majícím zlepšené vlastnosti a charakteristiky. Vhodná tepelně citlivá aditiva zahrnují antimikrobiální sloučeniny, barviva a vůně.
• ··
Vyztužené kompozity podle vynálezu mají zlepšené vlastnosti a charakteristiky. Výhodné je, že kompozit podle vynálezu má zlepšené vlastnosti při jen malém zvýšeni hustoty materiálu polymerní matrice. Konkrétněji, celulózová vlákna podle vynálezu se mohou přidávat do polymerní matrice bez většího nárůstu hustoty výsledného kompozitního materiálu, na rozdíl od vyztužení hmotnostně ekvivalentním množstvím skelných vláken nebo minerálního materiálu (např. viz tabulka IV A v přikladu 1).
Podle jednoho vytvoření má kompozit hustotu méně než c 30 % odlišnou od neplněného polymemího materiálu a pevnost
v tahu o 10 % větší než má neplněný polymerní materiál.
Výhodněj i, kompozit má hustotu méně než o 20 % odlišnou a
pevnost v tahu o 20 % větší než má neplněný polymerní
materiál.
Podle jiného vytvoření má kompozit hustotu méně než c
% odlišnou a modul pružnosti v tahu o 50 % větší než má polymerní materiál. S výhodou má kompozit hustotu méně než c 20 % odlišnou a modul pružnosti v tahu o 80 % větší než má polymerní materiál.
Podle ještě dalšího vytvoření má kompozit hustotu méně než o 30 % odlišnou a ohybovou pevnost o 25 % větší než má polymerní materiál. S výhodou má kompozit hustotu méně než c 20 % odlišnou a ohybovou pevnost o 45 % větší než má polymerní materiál.
Podle ještě dalšího vytvoření má kompozit hustotu méně než o 30 % odlišnou a vrubovou rázovou houževnatost podle Izoda méně než o 30 % odlišnou od polymemího materiálu.
• • · • ♦ • 444 • • • • • 4 • · • · • · · • · • ··· • • 44 • · • · • · · • · • · • 4
• · · • • 4 • ·· ·· *
S výhodou má kompozit hustotu méně než o 20 % odlišnou a vrubovou rázovou houževnatost podle Izoda stejnou nebo větší než má polymerní materiál.
Další výhodou vynálezu je snížení měnění zbarvení výsledného kompozitu. Dřívější použití celulózových vláken zpravidla vedlo ke značné nebo kritické změně zbarveni konečného výrobku. Toto měnění zbarvení je při použití vynálezu značně sníženo nebo eliminováno.
Kompozit může dále obsahovat alespoň j edno spojovací činidlo či kompatibilizátor.
Vhodná činidla zahrnuj i titaničitany, zirkoničitany nebo jejich směsi.
Spoj ovaci činidlo je s výhodou přítomno v množství větším než 0,0001 a menším než 3 % hmotn., výhodněji v množství menším než % hmotn.
Kompozit může dále obsahovat alespoň jedno barvivo pro úpravu barvy kompozitu. Vhodná barviva jsou saze, T1O2 a podobně.
Další vytvoření vynálezu se týká kompozitu obsahujícího alespoň 5 % hmotn. vláken rozptýlených v matrici obsahující polymerní materiál, přičemž kompozit má hustotu o méně než 5 % větší než polymerní materiál a pevnost v tahu o 2 % větší než je pevnost v tahu uvedeného polymerního materiálu. S výhodou má kompozit hustotu o méně než 2 % větší než polymerní materiál a pevnost v tahu o 3 % větší než je pevnost v tahu uvedeného polymerního materiálu.
Další aspekt vynálezu se týká způsobu výroby zlepšeného kompozitního materiálu obsahujícího celulózová vlákna a polymerní materiál. Podle jednoho vytvoření vynálezu se směs
« · ··· · • ·· • ««·· « ·· • ·· • · · · • · ·· · vytváří smícháním granulí polymerního materiálu s celulózovými vlákny pro vytvoření kompozitní směsi. Celulózová vlákna mohou být granulovaná vlákna nebo peletizovaná vlákna. Polymerní materiál může být ve formě granulí, pelet, částic, vláken nebo podobně.
Jedno vytvoření se týká způsobu výroby kompozitního materiálu sestávajícího z kroků:
(a) vytvoření směsi obsahující celulózová vlákna a polymerní materiál; a (b) mícháni uvedené směsi pro vytvoření kompozitního materiálu;
přičemž uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfa-celulózy větší než 80 % hmotn.
Směs polymer/celulózová vlákna by měla mít obsah vlhkosti menší než 5 % hmotn., s výhodou menší než 1 % hmotn., a/nebo je v podstatě prostá rozpouštědla. Celulózová vlákna se před uvedeným mícháním s výhodou suší.
Podle jednoho provedení způsob dále zahrnuje krok granulování celulózového materiálu před vytvořením směsi. Vhodné granulační zařízení zahrnuje rotační nožovou řezačku.
Podle jiného vytvoření způsob dále zahrnuje, před vytvořením směsi, krok peletizace vláken pro vytvoření pelet z vláken.
Jedno výhodné provedení se týká způsobu zahrnujícího míchání v tavenině/vytlačováni směsi polymerního materiálu a celulózových vláken pro vytvoření vytlačovaného kompozitu.
Míchání v tavenině/vytlačováni se s výhodou provádí pomocí dvoušnekového extruderu.
-11Překvapivou výhodou vynálezu je možnost míchání směsi polymerního materiálu s celulózovými vlákny při nižších teplotách. S výhodou se míchání provádí při teplotě nižší než je teplota bodu tání polymerního materiálu, výhodněji se míchání provádí při teplotě alespoň o 10 °F nižší než je teplota bodu tání polymerního materiálu, ještě výhodněji alespoň o 20 °F, ještě výhodněji alespoň o 30 °F a nejvýhodněji alespoň o 50 °F nižší.
Způsob podle vynálezu může dále zahrnovat krok rozdělování kompozitní směsi pro vytvoření granulí kompozitu vhodného pro použití v aplikacích jako tvarování vstřikováním, vytlačování taveniny, protlačování taveniny atd.
Další aspekt vynálezu se týká použití kompozitního materiálu podle vynálezu pro tvarování vstřikovaného výrobku. způsobu souladu s tím, j edno vytvořeni vynálezu se týká zahrnuj ícího krok vstřikovacího lisování kompozitního materiálu pro vytvořeni vstřikovaného tvarovaného výrobku. Způsob s výhodou zahrnuje vstřikovací lisování granulí kompozitu.
Použití celulózových vláken podle vynálezu umožňuje provádět vstřikovací lisování při snížených teplotách oproti vstřikovacímu lisování kompozitu obsahujících plnidla jako skelná vlákna a minerální plnidla (např. wolastonit).
Podle jednoho vytvoření, lisovací vstřikováni se provádí při zpracovacích teplotách pod zpracovací teplotou tvarování polymerů plněných sklem nebo minerálními plnidly.
Lisovací vstřikováni se s výhodou provádí při teplotě o
- 12 ··*· ««> ···* ·· · ·· · » · t · · ·· « « · » ··« · · · • · «·· ···· · • · ·· · · · · ··· · ·· «·· ·· ··* alespoň 20 °F nižší než je teplota taveni polymerního materiálu, ještě výhodněji alespoň o 30 °F než je teplota tavení polymerního materiálu, ještě výhodněji alespoň o 40 °F nižší než je teplota tavení polymerního materiálu, a nejvýhodněji o alespoň 50 °F nižší než je teplota tavení polymerního materiálu. V příkladech uvedených v tabulce VI byly kompozity s celulózovými vlákny lisovány vstřikováním při teplotách v zóně trysky a pracovního válce přibližně o 100 °F menších než jsou teploty pro polymery plněné sklem a minerálními plnidly.
Ještě další aspekt vynálezu se týká způsobu použití zlepšených kompozitu pro vytvoření zlepšených výrobků jako granulátů a vstřikovaných výrobků.
Jedno vytvoření vynálezu se týká granulí kompozitu sestávajícího z polymerního materiálu vyztuženého vlákny, obsahujícího množství celulózových vláken rozptýlených v matrici termoplastického materiálu. Granule s výhodou mají největší rozměr menší než 10 mm.
Jiné vytvoření vynálezu se týká vstřikovaného výrobku z termoplastického materiálu vyztuženého vlákny, obsahujícího celulózová vlákna rozptýlená v matrici z termoplastického materiálu. Vstřikovaný výrobek může mít složitý tvar s mnoha ostrými rohy.
Příklady provedeni vynálezu
Následující příklady ilustrují některé výrobky a způsoby jejich výroby spadající do rozsahu předloženého vynálezu. Samozřejmě, nejsou pro vynález nijak omezující. Odborník může učinit četné změny a modifikace v rámci
vynálezu .
Příklad 1: Vytvářeni kompozitů vytlačováním na dvoušnekovém extruderu
Kompozity celulózová vlákna/polymer byly vytvořeny mícháním granulovaných celulózových vláken a granulí nylonu 6 ve dvoušnekovém extuderu Davis & Standard (Pawcatuk, CT), což je souběžně rotující extruder o průměru 32 mm s do sebe zabírajícími segmentovanými šneky s poměrem L/D (délka/průměr) 32:1. Extruder má sedm vyhřívaných zón.
Vzorky kompozitu měly složení uvedené v následující tabulce I:
Tabulka I
Vzorek Složky
nylon 6: Ashlene 829La
30ULT-0-0-N6: 30 % celulóza Ultranier-J/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ULT-2-0-N6: 30 % celulóza Ultranier-J/2 % L44-Nb/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ULT-4-0-N6: 30 % celulóza Ultranier-J/4 % L44-N/66 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30WOL-0-0-N6: 30 % Wollastonit/70 % nylon 6 (Ashlene 829L
30RAY-0-0-N6: 30 % celulóza Rayfloc-J-LD/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30RAY-2-0-N6: 30 % celulóza Rayfloc-J-LD/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ULT-0-0-N6: 30 % celulóza Ultranier-J/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ULT-2-0-N6: 30 % celulóza Ultranier-J/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30POR-0-0-N6: 30 % celulóza Porosanier-J-HP/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30POR-2-0-N6: 30 % celulóza Porosanier-J-HP/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ETH-0-0-N6: 30 % celulóza Ethenier-F-UHV/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30ETH-2-0-N6: 30 % celulóza Ethenier-F-UHV/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30SUL-0-0-N6: 30 % celulóza Sulfatate-H-J/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30SUL-2-0-N6: 30 % celulóza Sulfatate-H-J/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30PLA-0-0-N6: 30 % celulóza Placetate-F/70 % nylon 6 (Ashlene 829L)
30PLA-2-0-N6: 30 % celulóza Placetate-F/2 % L44-N/68 % nylon 6 (Ashlene 829L)
33GLA-0-0-N6: nylon 6 vyztužený 33 % skelných vláken (Ashlene 830L-33G)a
a) Ashlene 829L a Ashlene 830L-G jsou dostupné od Ashley Polymers (Brooklyn, New York)
b) Ken React L44-N je titaničitanový kompatibilizátor dostupný od Kenrich Petrochemicals (Bayonne, NJ)
Zpočátku byly teploty v extruderu nad teplotou tavení polymerního materiálu nylonu 6. Poté byly teploty sníženy, když byly do extruderu zavedeny směsi nylon 6/celulózová vlákna. Podmínky ustáleného stavu provozu pro každý vzorek jsou uvedeny v tabulce II; uvedené teploty zón představují jejich teplotu v ustáleném stavu. Poznamenejme, že u většiny pozdějších vzorků uvedených v tabulce byla v zóně 1 použita teplota 400 °F. To je o 30 °F nižší teplota, než je teplota bodu táni čistého polymeru nylonu 6 (Ashlene 829L).
·· ··· ·
- 15 Přehled zpracováni dvoušnekovým vytlačováním (U.
1 o o o 1 o o o o o o o o o o o o
<L> c s cn rq rq cq © Ol 00 Ol m cn cn cn cn © cn © cn cn cn xr cn © cn © cn
CO & 1 o o o 1 o O o o o © © © © o © m
Lx< .a ž +_> 4_» Ol vq o vq Ol wq vq o vq vq cq cn cn Ol cn vq cn Ol cn OJ o* cn o un θ' cn © O
>N t o 04 o I O O o o m vq o vs
x© LJ cr· cd o· l”' r- 00 oo © oo o oo O θ' 00 00 © O*
N I-------------------
03 . O P' U? 1 r* © t —H vq V% © Os r- xj- O SD OJ
<L> cn cq cq cq xt © cn OJ Ol vq s© O| *
CL > fl) xf M- Tř rt ’Μ· Xf xr Tt Xf Tf Xt Xf
L—-----
υ 03 'ťT'-
> o 1 vq wq vq t vq oí uq vq © <<n rq Mq υη vq vq Ol
o <—* Tf OJ rr cn Ol Ol Ol cn Ol Ol *
</) — '03 -J C Tt Tf n* Tf tT tj* Xf XJ·
Γ- 03 1 υη o o 1 O O wq o O © © © © un O o
rn cq 04 oo oo ·—« o oo © 00 θ' oo oo vq vq *
Ό Ol Ol Ol *—· f—1 Ol Ol t—« r—1 —1 1—4 —4 1—4
N
o
c O
o 03 U<' « vq O O 1 o o © o © O © © © vq © o
C cn cq Ol 00 00 o 00 θ' θ' oo oo vq wq *
c Ό N Ol Ol Ol t—1 *“* 04 Ol 1—1 w—*1
Z'
03
υ Ό
o 03 1 vq o o 1 o o vq © o © o © © vq © o
Cl C cn cq Ol 00 oo «—< o oo so θ' O* oo 00 vq vq *
cd Ό Ol 04 Ol 1-^ «—< Ol Ol r—
_>< (7) u N
03 u? 1 o O o 1 o o vq © © © © © © vq © ©
o o vq cq Ol 00 oo —H © OO o θ' θ' oo 00 vq vq *
>. 05 1 N 04 Ol Ol Ol Ol *“* 1—4 »—1 ♦—Μ ·—t
Cd
<33
C -1Z “rn G? i Gq vq vq 1 wq o o © vq © o © © © © © *
c Ch Ch os o* vq © © θ' uq Ol Ol vq cn vq
> Ό rq cq cq cq cq cn cn cn cn cn m cn cn
'05 > N
N *0 Ol
03 ÍX< 1 O O o i o vq © © © vq © © © vq © vq
c T*“4 o o- 04 Ol © O* so o oo O* 00 o· *
<υ o *o N xf cn Tf rr m cn cn cn cn rq m
N
CL 03 U-t 1 O vs uq t © o o © wn © o o vq © V) ©
E Ό 3 cq cn 04 o oq Ol © o © 04 © —H © *
O N ^r Xf M* ^r xr
/—Χ
!z >—> Z—X Z l z 1 xr z z
^ť 3 v 3 0 tT 3 © 3 © xr 3 1 0
© ©* © © Z _1 © © z z Ό Ό © O so V3
z !Z *7 z t d> © Z z z z z z z
o o o 1 xr J © 1 o i © oi © ó ó © ó © ó o
ouška: Ό § o Ol O 1 O Ol fl A © Ol © OJ © Ol © Ol 9
zorek έ □ á □ É u o Ž ž > ž □ O z o di O Ph di O řU É w έ β J) o c/> 1 U □ c/) i 3 CH 1 3 CL. 3 o
> o o O O o o o © © O © © © © © O cn
N 7 rq cq cn cn σι cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn
nezpracováno dvoušnekovým extruderem získáno ve formě předmíchaného kompozitu pro vstřikovací lisování • · · ·
- 16 - ··· · .......
Vytlačené kompozity byly následně rozdělovány na kompozitní granule vhodné pro použití v aplikacích jako například vstřikovací lisováni.
Vzorky vyrobené při 30% plnění byly lisovány vstřikováním na shodná testovacích tělíska tvaru psí kosti stejného objemu a testovány na mechanické vlastnosti, v suchém stavu, tj. jak byly vyrobeny, ve srovnání se vstřikovanými kontrolními vzorky z čistého nylonu 6 (Ashlene 829L) a z nylonu 6 plněného 33 % skla (komerčně dostupný jako Ashlene 830L-33G) a 30 % wolastonitu (levný vlákenný materiál, tento kompozit byl vyroben RTP Corporation).
Vstřikovací lisování bylo prováděno za použití vstřikovacího lisu Cincinnati Milacron s 33 tunovým vratně se pohybujícím šroubem typ VS 33, 28mm rámem, s průměrem šneku 32 mm, L/D 20:1, tryska 3,2 mm. Provozní podmínky pro každý vzorek jsou uvedeny v tabulce III.
• · · ·
- 17 Tabulka III
Přehled zpracováni vstřikovacím lisováním (U.S
’ polštář í Ox o CN O Ό CN O r(N O o CN © © CN O CN <N O •—η © O 00 CN Ó rn CN ó oo ♦—M ©‘ m o KO CN © cn CN ó © (N O KO CN © 0.29 0.34 |
c
<L>
ca ΰ ΓΊ O -C ό ω ΙΛ © O © © rH O © cn © © © m O © © V) © T—< © © r—X © CN
c
JO t o 5 cn © o © o © © O o o o o o O o © © © ©
' U cn — 1—1 r*·* CN
3 \ t/i
o _E Ό cx — © © © © © © © © © υη kT) VY νγ © © © ©
-oj ·„—
C7 O <nt © © © © © © © © © vx un VY •^n © © © ©
CL > T-^
©
ca ΞΓ O O © o © o © © O o o © © © O © © o
Ό 0 KO © © © o ko o © © Ό o· Ό o Ό © KO
N rf rf ^r rf Tf rr rr rr tr TT rr rf rf ©
cn
co
O c u* O O © o © © © © © © © © © o © © © o
Ό 0 KO © © © KO KO © © © xo Ό o KO KO KO ©
o N rf rf rr rf rf rr rr rf rf ^r Tr rf v rf ©
c
—.
ca z-\
ca Uh o o © O © © © © © © O © O © © © © ©
G> o Ό © © © xo <o o V) © Ό KO o KO KO KO ©
OJ N rr rf tT •^r rf rf TT rf rf rf ©
ω
X
<Z) u- O -X 2? o © © O © © © © © © O © © © O © © ©
Q. X V Č 0 rf © rf rr TT rr υη VY © rf rf ©
C rf rf rr rf rr rf M· rf rf ©
>>
aí
ca
ca
e 5 E rf © © O © © © © © © © © © © © © © 00
*ca > CL t O O © © rf © © © vr> V) V) QY © © ©
3 £ CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN CN
'ca
>
o
N c a> v Jír Z—x
-O rn O © © O © © © © © o O © O © © © O O
CQ &<_ © © o O © © O © © o O V-) © 00 O © © ©
<D ω ž? Z3 yr rf 00 00 oo r* OO OO 00 00 00 00 r- 00 00 00 00 φ
IN ->>>
O CL C t—H cn o © © © © © © © © © o © o o o © © ©
E ca .£ i © © o o © © © © © © © VY © o o © © ©
O TS CL rf oo oo oo r* 00 00 oo 00 00 00 ox 00 00 00 00 \O
Z“> z z*“s z z 1 z z z z Z—\ Z
v v -4 4 4 4· rf
KO rf U KO 3 Ό Ό .» \o í£ KO o 3 xo T}· u ND Ό •’Τ u Ό 'O 3 KO Ό 3 </ KO KO
Z z z 1 z Z z Z Z z z Z z <
© © © j © 1 © 1 o © © ó ó © ó © o © =?
ouška: KO tí -2 © CN 'i 1 ►J o £ © * CN i ό (N © CN © CN © CN ó CN ©
<D k. O □ z> > g □ □ ώ o a< ώ o a. É m i ω u □ rn 3 3 rn š
-Lí > © © © o © © © © O O © © o O o ©
N © cn cn -! cn © m m cn m cn rn © © © © ©
Některé z nejlepších získaných výsledků mechanických vlastností v tomto podrobném rozboru jsou uvedeny v tabulce IVA. Dva druhy celulózy, které poskytly nejlepší výsledky, byla celulóza ze dřeva listnatých stromů Sulfatate-H-J a celulóza ze dřeva jehlišnatých stromů Placetate-F. Z těchto dvou celulóz poskytla lepší výsledky celulóza ze dřeva listnatých stromů. Obě z těchto celulóz mají vysokou čistotu celulózy (Obsah alfa-celulózy u obou je asi 98 %). Výsledky zkoušek mechanických vlastností z nejméně čisté celulózy použité v tomto rozboru (Rayfloc-J-LD) jsou ilustrovány v příkladu 3.
Výsledky uvedené v tabulce IVA také ilustrují nižší hustotu (měrnou hmotnost) materiálů, které mohou být vyrobeny za použití vyztužení celulózovými vlákny ve srovnání s použitím těžšího skla nebo minerálních materiálů (např. wollastonitu). Ukazují také zlepšení vlastností, které může být výsledkem zabudování kompatibilizátoru jako např. titaničitanu L-44N (např. viz zlepšené hodnoty u kompozitů Placetatu a Sulfatatu obsahujících 2 % L-44N oproti těm, které jej neobsahují).
Tabulka IVA - Mechanické vlastnosti vstřikovaných kompozitu za sucha a v kondicionovaném stavu
O E X© JÍ C 23.-4·. CM m rn m rn m 42·.6.. _ © © ©
o 00 o vn © CK
J=> rn Ox ó od od © rn
xr vn Ό \o r* © oo
00 cn IA o m 00 vn
ua 2 —> xr vn \o CM m vn 00
2 o « xr CK Ό 00 00 vn vn
> °··2 m xr r* ·—< © xr
C N ·—í CM CM CM m xr c^·
L
O vn vn xr O CM CM ©
c r-’ Ό XT Ox vn © ©
Λ o o on o CK © Οχ ©
ě? >. »-<
c
xO vn 00 O\ »“< m
dx x> o xt CM vn © CM
<Z) vn vn vn vn vn © vn
r-“<
vá dle J/M m © o o 00 © rn
o y ro 00 CM »—· 00 CM r- o
X> CU Ό vn m vn m vn vn xr
£ g CM CM CM CM CM xr CM
> N >—
O XT c-· o O © CM ©
c rn xr CK Ό r- r* O
O o «—H CM CM xr O
>x CM CM CM CM CM m
c
o r* CM m Ox © xr
1 o ~~ rn r*' CM r-4 r- © T—4
00 Ό r- r* r- © cn
3
— X) Γ> e-4 vn 00 00 vn 00
ín CM r-H xT m 00 vn m
T2 -C ct O O CL \o vn vn vn vn t< CM
E > O
L
__
z z
4 xr
L4 L4
x> Z _i
o o o Ό
z z z
© ó o © ©
l © CM ó CM o
lU o < Jj j
>-) □ o »—1 a
o. & 0Q G0 o j5
o o o © © rn £►»
m m m m m m z
identické výlisky tvaru psi kosti stejného objemu
GLA-O-O-N
-20V tabulce IVB jsou uvedeny výsledky charakteristických mechanických vlastnosti nejlepších kompozitu nylon 6 se Sulfatatem a Placetatem, uvedených v tabulce IVA. Tato data ukazuji mechanické vlastnosti, které by byly získány výrobou vstřikovaných součástí stejné hmotnosti místo stejného objemu (tyto hodnoty jsou vypočteny vztažením na měrnou hmotnost, viz poznámka a pod tabulkou IVB).
Tabulka IVB - Vybrané mechanické vlastnosti vstřikovaných
H N
% nylonu 6 O m II 991 | \o r- m Ch O 2
o O o CM
Xp rt r*· 00 Ch o UD
LO
+-> 2
8 £ >-§£ xr \o xT rn © Ch \o 00 xr N3
i) ° Ch Ch o
Q. > Σ
<0
=3
c CM rD \o o
xp ° <h 00 Ch xr o
6^ >> r—* ·—* r-* CM «—
E
Ch xT 00 o
r- r- >· o xr
<zj
E E Ch ΜΊ m
5 -£ 03 m Ό ch xr
o S o- E > O I Tf vS CM
o
e
E O O r* rD kO O
00 CM vn o
cť >-»
E
in νη O s
SO « 00 co O
ox r-’
cn
ost u
m rtH XT xr Ch
F -q ce uS O CM CM
<υ *·* Z cl > Σ xt Ό r- 00
£
•g Uh 03
O o í>
Inidlo co ·—< o S o o rt .rt ΐβ V) «λ rt o> β
CL ž E 3 (Λ o o β
z z
xT xT
xr xr
Jj Ji
o Z 1
Ό Z z !Z
O t o o o
O L CM CM ó MO
zorek O ž á a. Jj P tZ) 3 o
> o O o
m <*>
o E E xo -2 >·> E ch *->< m o xr KO xr o 2
x> « rt CM Γ o oo
— XT \o 00 o »—·
co CM
'03 —. > <U S
•° R CM CM CM CM Xt
s a - kO CM ch O uS
CM O UD O
CM CN o
<o
E Ch oo r— o o
rt O 00 Ch Ch \o o
X© -X
E
V> o CM
ΜΊ O \© © Ό
r—4
O Σ
'rt m
> Ό —> O S rt r* \o Ό 00 r-H
-O Q- O 00 © Ó m »—·
£ -2 8 CM CM cn CM
> N —
NO
E
E r- xr Ch r- O
_ CZ ·—* CM o ©
i' >. CM CM CM CM
c
O Ό © r*
\O rt 00 00 00 © m
·—«
</>
E — -O m r* os ch Ch
v r* o
mod v oh GPa xr xr Xt vS CN
’S U4 4)
o 4> 4> Λ
O to rt w 2 c
Ό © Q <2 tA o
c O rtrt rt β
CL ž K 3 GQ o no
/*^x
z z
XT v
xt·
u >-)
V© z t s—z
N6 N6 -N6
© 1 O O ©
O 1 CM 1 CM ó
zorek WOL 3 A. SUL- GLA- z 2
> O O O c
CO m m Z
hodnoty pro tělesa (psí kost) stejné hmotnosti - rozdíly hustoty či měrné hmotnosti uvedené v tabulce IVA jsou přepočteny (tj. hodnoty v tabule IVA jsou děleny hustotou kompozitu pro získáni hodnot zde uvedených
-22• ·· ·
Je zřejmé, že kompozity vyrobené podle vynálezu máji podstatně zlepšené vlastnosti vzhledem k nevyztuženému termoplastickému materiálu (tj . v tomto přikladu nylonu 6). Je také zřejmé, že výztužný účinek celulózy s vysokým obsahem alfacelulózy, Sulfatate-H-J a Placetate-F v tomto přikladu, se blíži účinku skelných vláken, zejména při zhotovování dílů či součástí stejné hmotnosti (např. z tabulky IVB je zřejmé, že hodnoty pevnosti v ohybu resp. modulu v ohybu pro 30% vyztužení Sulfatatem-H-J jsou 91, resp. 86 % analogických hodnot pro nylon 6 vyztužený 33 % skla). Tyto výsledky jsou vynikající a představuji velkou technologickou výhodu (tj. vyztužení technického termoplastu s vysokou teplotou tavení, jako nylonu 6, celulózovými vlákny pro získáni vyztužení blížícího se skelným vláknům). Kdyby byly výsledky normalizovány na 30 % skelných vláken místo 33 %, byly by výsledky s 30 % Sulfatatu a Placetatu ještě lepší.
Kromě toho, kompozity podle vynálezu také jsou méně abrazivní vůči výrobnímu zařízení, než skelné nebo minerální materiály.
Příklad 2: Zkoušky se vstřikovacím lisováním
Zkušební cykly vstřikovacího lisování byly prováděny za použití Engelova vstřikovacího lisu, model z roku 1980 (165 tun, 7 uncí, 3 zóny ohřevu). Forma byla vyhřívána vodou (190 °F) , s jedním vtokem, se dvěma dutinami formy pro izolační výrobek pro svazky elektrických kabelů Westinghouse. Lisovaná součást o rozměrech 50x135 mm měla složitou geometrii pro úplné naplnění formy. Výrobek měl 11 výstupků a 20 rohů s ostrými úhly, což vyžadovalo odpovídající vyplnění pro vytvoření výrobku. Tato součást je
-23 dobrou ukázkou schopnosti tečení polymerniho kompozitu.
Dva různé celulózové polyamidové kompozity (CPC) minerální polyamidové kompozity (MPC) z příkladu 1 míchány v tavenině s polypropylenem maleinovou jako kompatibilizátorem (1 %), a byly lisovány proveditelnosti obdobně jako Rayfloc-J modifikovaným kyselinou (1 %) a sazemi jako vstřikováním pro a dva byly barvivém zj ištění jej ich vstřikovacího lisování na komerčně dostupných
1isovstřikovacích
Kompozitní směsi, stroj ich v pořadí v malém nebo středním měřítku.
jak byly lisovány vstřikováním, jsou následující:
Vzorek č. Složeni kompozitu
cyklus#l-30ULT-2-0-N6 30%Ultranier~J/2%L44-N/68%nylon6
cyklus#2-30ULT-0-0-N6 30%Ultranier-J/70%nylon6
cyklus#3-30RAY-l-l-N6 30%Rayfloc-J-LD/l%MP1000/l%saze/ 68%nylon6
cyklus#4-30GLA-0-0-N6 33%skelná vlákna/67%nylon6
cyklus#5-30WOL-0-0-N6 30%Wolastonit/70%nylon6
Cyklusffl-vzorek 30ULT-2-0-N6
Na začátku pokusu byla teplota nastavena v oblasti
515 °F protože byly očekávány zpracovací teploty obvyklé pro
kompozity spálily. nylonu 6. Nepřekvapilo, že se první výlisky
Proto byly teploty sníženy na 450 °F na trysce a 460 °F
na třech vyhřívacích zónách. Byl proveden pokus lisovat
vstřikováním první celulózový kompozit. Pokus byl úspěšný pokud jde o plněni formy, avšak poněkud tmavé zbarvení • ···· ·· ···· ·· • · · ··· ··· • · · · ··· 4 ·
-24• · · · · · « · ··· · ·· ··· ·· ··· indikovalo příliš vysoké nastavení teploty. Při dalším lisování byly teploty postupně snižovány a kompozit nabýval, od černé až hnědé barvy, zbarvení vysoce kvalitních součástí.
Teploty byly dále sníženy ve všech třech vyhřívaných zónách válce, se dramaticky zvýšila na 420 °F kvalita výrobku.
na
Se
Na trysce a 390 °F snížením teploty kvalitě povrchu efekt pomerančové že kdyby byla forma vyhřívána olejem nebo parou, byl by vytvořen vysoce lesklý povrch. Kromě hotového výrobku byl kůry. Předpokládá se, pozorován určitý toho, forma byla z oceli, nikoliv z nerezové oceli. Také nerezová ocel napomáhá uhlazení povrchu. To je důležité si uvědomit, je-li požadována vysoce lesklá úprava povrchu. Vyskytly se určité obtíže při zavádění materiálu z násypky do vstřikovacího šneku. Proto byla použita vysoká rychlost otáčení šneku. To mohlo zapříčinit určité zahřívání polymeru smykovým třením, jakož i určitou degradaci vláken.
Cyklus#2-vzorek 30ULT-0-0-N6
Cyklus se vzorkem 30ULT-0-0-N6 probíhal dobře za použití zpracovacích parametrů, které byly nastaveny pro cyklus#l. Nespojené CPS měly světlejší zbarvení, protože při kompaundování nebyl použit L44-N. L44-N mění barvu kompozitu na tmavší. Kompozit vykazoval opět určitý efekt pomerančové kůry vlivem vodního vyhřívání formy oproti olejovému nebo parnímu vyhřívání a vyšším teplotám použitelným pro ohřev formy. Celkově to byl úspěšný průběh za použití nespojeného kompozitního systému na lisovstřikovacím stroji v malém nebo středním měřítku.
-25 Cyklus#3-30RAY-l-l-Q-N6
Vzorek 30RAY-1-1-0-N6 (ne z příkladu 1) byl zvolen pro vyhodnocení, jak černé barvivo ovlivňuje zpracování a vzhled kompozitu. Zpracovací podmínky byly nastaveny jako v cyklu#2. Materiál začal při prvních několika součástech nadměrně zatékat a je zřejmé, že toto barvivo může účinkovat jako zpracovací pomocná látka/vnitřní mazadlo. Protože barvivo účinkovalo jako zpracovací pomocná látka, byla teplota trysky snížena ze 420 °F na 400 °F, a vstřikovací tlak byl také snížen. Zajímavé pozorování bylo, že tryska a tři vyhřívací zóny byly nastaveny na teplotu 400 °F a nižší, což je o 30°F méně, než je teplota bodu tání nylonu 6 (Ashlene 829L). Výsledné kompozity jevily stejnoměrné zbarvení, nikoliv však absolutně, kvůli stejnému efektu pomerančové kůry na povrchu součástí. Tento cyklus poskytl dobrou indikaci toho, že se tyto kompozity dají barvit. Za použití TiO2 jako aditiva pro vytvoření krémově zbarveného kompozitu je možno získat barvy v rozsahu od krémové po černou.
Cyklus#4-srovnávací vzorek 30GLA-0-0-N6
Po těchto třech zkušebních cyklech s CPC byl lisován výrobek z 33GLA-0-0-N6. Teplota trysky byla zvýšena na 500 °F rovněž všechny tři vyhřívané zóny byly nastaveny na 500 °F. Lisování s tímto nylonem 6 plněným sklem bylo při těchto vysokých teplotách snadné a tento materiál velmi dobře vyplnil formu. Kompozity stále vykazovaly zatekliny a pomerančovou kůru na povrchu, jako všechny CPC. Výsledné kompozity byly krémově bílé až šedivé. Zajímavé pozorování je, že lisování skelných kompozitů vyžaduje zvýšené teploty.
Podmínky vstřikovacího lisování kompozitu podle vynálezu byly o více než 100 °F pod teplotou pro kompozity se skelnými vlákny.
Cyklus#5-srovnávací vzorek 30WQL-0-0-N6
Kromě polyamidových kompozitů s celulózou a skelnými vlákny byl lisován také kompozit vyztužený wollastonitem (30WOL-0-0-N6), za použití stejných podmínek jako byly použity pro kompozit 33GLA-0-0N6 (cyklus #4). Lisování prvních několika vzorků bylo poněkud problematické, avšak součásti zcela vyplnily formu, s určitým výskytem zateklin. Kompozity byly krémově bílé až šedé, poněkud s povrchem pomerančové kůry. Obtíže lisování přetrvávaly a bylo zjištěno, že dochází k určité absorpci vody po vysušení. Byl vyroben jen omezený počet vzorků (celkem pět sad). Cyklus byl zastaven poté, co byl identifikován problém vlhkosti.
Souhrn a komentář k cyklům #1 až #5
Po dosažení rozumných lisovacích podmínek pro lisovstřikovací stroj 165 tun-7 unci probíhalo hladce vytlačování svazků elektrických kabelů. Výrazné snížení (tj . o více než 100 °F) zpracovacích teplot za použití kompozitů podle vynálezu bylo překvapující a neočekávané. Souhrn kompozitů je uveden v tabulce V. Zpracovací podmínky jsou shrnuty v tabulce VI níže.
-27·♦··
Φ·«·
Tabulka V: Vzorky lisované vstřikováním
vzorek matrice spojovací činidlo vlákna barvivo
30ULT-2-0-N6 68 % N6 2 % L44-N 30 % Ultranier žádné
30ULT-0-0-N6 70 % N6 žádné 30 % Ultranier žádné
30RAY-1-1-N6 68 % N6 1 % MP1000 30 % Rayfloc 1 % saze
33GLA-0-0-N6 67 % N6 žádné 33 % sklo žádné
30WOL-0-0-N6 70 % N6 žádné 30 % Wollastonit žádné
Tabulka VI: Přehled zpracování vstřikovacím lisováním (U.S.)
vzorek plnění sevření teplota formy tryska zóna 1 zóna 2 zóna 3 plné vstřik... Doba plnění doba sevření doba chlazení
(PSI) (PSI) (°F) (°F) (°F) (°F) (°F) (s) (s) (s) (s)
30ULT -2-0-N6 500 500 190 420 390 390 395 5 10 10 12
30ULT -0-0-N6 500 500 190 390 390 395 395 5 10 10 12
30RAY -1-1-N6 450 500 190 400 390 390 395 5 10 10 12
33GLA -0-0-N6 500 500 190 500 500 500 500 5 10 10 14
30W0L -0-0-N6 500 500 190 500 500 500 500 5 10 10 14
Celkově jsou zkoušky vstřikovacího lisování úspěšné pokud jde o získání přijatelných výlisků. Osvědčila se nízká zpracovací teplota, pokud jde o pevnost linie zformování, účinek barviv jako zpracovací pomocné látky a účinek teploty formy na kvalitu povrchu.
Příklad 3: Peletizovaná vlákna versus granulovaná vlákna
Celulóza Rayfloc-J ve vláknité formě mající hmotnostně průměrnou délku vlákna, měřenou technikou Kajaani (WAFL, weighted average fiber length), 2,2 mm, byla míchána v Hobartově mixéru s vodou, karboxymethylcelulózovým pojivém (typ Na-CMC-7H4F od Hercules Aqualon Division) a
-28• «φφ ♦ · ♦··· změkčovadlem Berocell 509 (od Eka Chemicals, Páper Chemicals Division). Poměry suchých vláken k CMC pojivu a změkčovadlu Berocell byly 100:0,5:0,5. Po smíchání v Hobartově mixéru byla směs zavedena do Kahlova peletizačního mlýna pro vytvoření válcovitých pelet (Kahl Pellet Míli, typ L175 (Amandus Kahl Nachf., Hamburg,Německo)). Celulóza byla peletizována při 60-70% obsahu vlhkosti pomocí Kahlova mlýna pracujícího při měnitelném prosazení, což umožnilo vykládání. 0,1 až 0,3 kg/min pelet. Pelety byly sušeny přes noc při 190 °F. Typické pelety měly průměr 6 až 8 mm a délku 3 až 5 mm. Hustota pelet byla kolem 0,6 g/cm3. Toto zhuštění zlepšuje zpracovatelské vlastnosti a usnadňuje zavádění materiálu do extruderu.
Po peletizaci bylo měřením délky vláken technikou Kajaani zjištěna hodnota WAFL 1,8 mm. Pelety (označné RAY-P) byly míchány s nylonem-6 (Ashlene 829L) v hmotnostním poměru 30:70. Z tohoto množství je 29,7 % jsou vlákna, 0,15 % je CMC, 0,15 % je Berocell a 70 % je nylon 6.
Jako kontrolní směs byla připravena směs granulovaných vláken z celulózy Rayfloc-J (WAFL 1,1 mm), označené RAY-G, s nylonem 6 v hmotnostním poměru 30:70.
Obě výše uvedené směsi (tj. RAY-P a RAY-G s nylonem 6) byly zpracovány pomocí dvoušnekového extruderu (DavisStandard 32 mm, se souběžně rotujícími do sebe zasahujícími šneky) za použití stejných podmínek (teploty v zónách 1 až 7 ve °F byly, po řadě, 450, 425, 400, 225, 225, 225 a 225, teplota čela lisovacího nástroje byla 430 °F) .
Kompozity míchané v tavenině byly lisovány vstřikováním (Cincinnati Milicron s 33 tunovým vratně se pohybujícím
-29··· ·««· v
φ
·· 9994 Φ·
* · • • 9
• 9 ··· 9 ·
• « · • • · ·
• · • • ·
♦ · ··· * O
··· šroubem typ VS 33, 28mm rám) za použiti stejných podmínek (450 °F, rychlost šroubu 50 ot/min, doba cyklu 35 sekund). Vstřikované součásti byly hodnoceny na mechanické vlastnosti standardními postupy podle norem ASTM. Tyto vlastnosti byly vyhodnocovány za sucha, za podmínek jak byly vyrobeny, a po kondicionování v 50% relativní vlhkosti při 72 °F po dobu 40 hodin (standardní podmínky ASTM) pro získání hodnot označovaných jako kondicionované, za použití. Tyto výsledky jsou shrnuty v následujících tabulkách.
Mechanické vlastnosti vstřikovaných 30% kompozitních směsí
RAY-G s RAY-P s nylonem-6
Tabulka VII-A: Hodnoty za sucha, jak vyrobeno
vlákna pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle I zoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
RAY-G1 69, 9 5, 51 80, 6 4,28 21,73 221,64
RAY-P2 79,0 5, 63 84,2 4,58 23, 78 283,66
Tabulka VII-B: % zlepšení kompozitu RAY-P proti RAY-G (za sucha)
pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul v ohybu vrubová houževnatost podle Izoda nevrubová houževnatost podle Izoda
14,3 2, 2 4,5 7,0 9,4 28,0
Tabulka VII-C: Kondicionováno (50% rel. vlhk., 72 °F, 40 hodin, za použití
vlákna pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
RAY-G1 68,2 5,47 83,2 4,41 21, 98 232,02
RAY-P2 80,0 5,74 88, 1 4,73 22,47 291,39
····
-30Tabulka VII-D: % zlepšení kompozitu RAY-P proti RAY-G (za kondicionovaných podmínek)
pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul v ohybu vrubová houževnatost podle Izoda nevrubová houževnatost podle Izoda
17,3 4,9 5,9 7,3 2,2 25,6
(1.) průměrná délka vlákna (WAFL) RAY-G je 1,1 mm (1) průměrná délka vlákna (WAFL) RAY-P je 1,8 mm
Z dat uvedených v tabulkách VII A-D je zřejmé, že použití vláken v peletizované formě, ve které je délka vlákna větší než v granulované formě (1,8 oproti 1,1 mm) vede ke zlepšení mechanických vlastností (ať jsou vyhodnocovány v suchém nebo kondicionovaném stavu). Největší zlepšení je v pevnosti v tahu a nevrubové rázové houževnatosti podle Izoda (14-28% zlepšení). Toto zlepšení zjištěné při předpeletizaci celulózy zaváděné do extruderu je velkým přínosem při výrobě kompozitu celulózy a polyamidu.
Je také zajímavé zjištění, že kondicionování vedlo k absolutním hodnotám mechanických vlastností, které byly obecně zlepšené proti jejich hodnotám za sucha (např. u RAY-P se všechny hodnoty při kondicionování zvýšily, s výjimkou vrubové houževnatosti podle Izoda).Protože nylon 6 sám má při kondicionování sklon ke ztrátě pevnosti v tahu a ohybu a modulu, ještě více to zlepšuje vlastnosti nylonu 6 vyztuženého celulózovými vlákny (např. RAY-P, viz tabulka VIII níže). To je zřejmé z rozboru níže uvedených hodnot vstřikovaného nylonu 6 samotného (za sucha a kondicionovaného), připraveného současně s výše uvedenými vzorky pro srovnávací účely.
Mechanické vlastnosti vstřikovaného nylonu 6 a 30% kompozitu
RAY-P s nylonem-6 • · · · · ·
Tabulka VIII-A: nylon 6, hodnoty za sucha a v kondicionovaném stavu
pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
za sucha 60, 9 2, 77 66, 0 2,96 17,14 746, 63
kondicionováno 56, 2 2,47 45, 8 1, 94 23, 80 699,54
Tabulka VIII-B: Kompozit 30% RAY-P s nylonem 6, hodnoty za sucha a v kondicionovaném stavu
pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
za sucha 79, 0 5, 63 84,2 4,58 23,78 283,66
kondicionováno 80,0 5, 74 88, 1 4,73 22,47 291,39
Tabulka VIII-C: Zlepšení mechanických vlastnosti vyztužení 30 % RAY-P, hodnoty za sucha a v kondicionovaném stavu (vypočteno z tabulek VIII-A a VIII-B)
pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
za sucha 29, 7 103,2 27,6 54,7 38, 74 -62,0
kondicionováno1 2 42, 3 132, 4 92, 4 143,8 -5, 6 -58,3
(1) Výsledky vztažené k nylonu 6 za sucha: např., pro pevnost v tahu, 79,0/60,9x100-100=29,7% zvýšení (2) Výsledky vztažené k nylonu 6 za sucha: např., pro pevnost v tahu, 80,0/56,2x100-100=42,3% zvýšení
S výjimkou vrubové rázové houževnatosti podle Izoda se mechanické vlastnosti při 30% vyztužení (za použití vláken
RAY-P) zlepšují při kondicionaci ještě ve větší míře, než bylo pozorováno v suchém stavu. Z výše uvedené tabulky VIIIC je zřejmé, že největší zlepšení vykazuje pevnost v ohybu.
V případě 30% kompozitu v suchém stavu, jak byl vyroben, kompozit má hodnotu o 27,6 % vyšší než suchý nylon 6
-32samotný. Po kondicionování, za použití, se hodnota pevnosti v ohybu zvýšila o 92,4 % proti samotnému kondicionovanému nylonu 6. Výše uvedené výsledky ilustrují schopnost celulózových vláken zlepšovat mechanické vlastnosti nylonu 6 za použití.
Přiklad 4: Použití celulózy vysoké čistoty ve formě dlouhých vláken a ve formě krátkých vláken (tj .
v peletizované formě versus granulované formě)
Tento příklad dále ilustruje výhody vyztužení za použití celulózových vláken větší délky (ideálně vláken jak jsou vyrobena) ve formě pelet, oproti granulované formě, ve které se velká část délky vláken ztrácí v důsledku styku rotačním nožem řezačky.
Placetate-F i Sulfatate-H-J byly peletizovány způsobem obdobným pelietizaci Rayfloc-J v příkladu 3, s tou výjimkou, že nebylo přidáno změkčovadlo Berocell 509, protože tyto celulózy byly již dost měkké vzhledem k jejich vysoké čistotě (obsah alfacelulózy >95 %). Po peletizaci PlacetatuF byla měřením délky vlákna technikou Kajaani zjištěna průměrná délka vláken (WAFL) 1,53 mm. Před peletizaci měl Placetat-F délku vláken 1,78 mm, takže ztráta délky vláken peletizaci byla asi 14 %. Tato ztráta v případě Rayfloc-J v příkladu 3 byla asi 18 %. V případě Sulfatatu-H-J byla délka vláken po peletizaci 0,82 mm, oproti délce vláken 0,83 před peletizaci, ztráta při peletizaci tedy byla zanedbatelná.
Tyto pelety z Placetatu-F a
Sulfatatu-H-J individuálně smíchány s nylonem (Ashlene
829L) v hmotnostním poměru 33:67.
Důvodem pro použití asi 33%
-33směsi s nylonem bylo přímé porovnáni s nylonem 6 vyztuženým 33 % skelných vláken.
Obě směsi měly celkové složení
32,84 % vláken, 0,16 %
CMC jako pojivá, a 67 % nylonu z nich odvozené kompozity se dále označují jako 33-PLA-P
Výsledné směsi byly zpracovány pomocí dvoušnekového extruderu za použití týchž podmínek , kdy teploty v zónách 1 až 7 byly v rozmezí od 450 °F v zóně 1 do 250 °F v zóně 7, a teplota čela lisovacího nástroje byla 425 °F. Kompozity zamíchané v tavenině byly pak vstřikováním lisovány za použití podobných podmínek (470 °F, rychlost šneku 100 ot/min, doba cyklu 30,2 resp. 42,5 pro 33-PLA-P resp. 33SUL-P).
Byly vyhodnoceny vlastnosti součásti lisovaných vstřikováním. Vlastnosti na suché, tj . jak vyrobeno bázi jsou uvedeny dále v tabulce IX, kde jsou porovnány přímo s hodnotami vstřikovaných kompozitů vyrobených dříve z granulovaných vláken, dále označovaných 30-PLA-G a 30-SULG. Tyto granulované hodnoty jsou stejné jako hodnoty uvedené v tabulce IVA v příkladu 1 pro vzorky označené
30PLA-0-0-N6 a 30SUL-0-0-N6. Tyto jednotlivé kompozity byly připraveny za použití granulovaných Placetatových resp. Sulfatatových vláken, ve kterých byly hodnoty délky vláken (WAFL) zjištěné technikou Kajaani, v důsledku použití rotačních nožů řezačky při granulačním procesu, 0,86 resp. 0,53. Je zřejmé, že tato vlákna mají podstatně zmenšenou délku v porovnání s vlákny popsanými v tomto příkladu při peletizaci vláken (tj. hodnoty 1,53 resp. 0,82 mm pro Placetat resp. Sulfatat). Výsledky jsou v Tabulce IX porovnány také s výsledky pro nylon 6 vyztužený 33 % skla • « · · ····
(33-GLA, Ashlene 830L-33G) a nylon 6 samotný (Ashlene 829L).
Tabulka IX: Mechanické vlastnosti vstřikovaných kompozitu za sucha, jak vyrobeno
vzorek pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
30-PLA-G1 77, 2 5, 12 107, 4 5,11 23, 2 239, 5
33-PLA-P2 82, 0 7,47 119, 2 5,81 27,3 265,1
33-SUL-G3 80, 9 5, 21 113, 1 5, 38 23, 8 278,2
33-SUL-P'1 88, 2 8,71 131, 6 6, 93 22,3 278, 6
33-GLA 114,8 8,31 150, 4 8, 50 57,5 538, 9
nylon 6 60, 6 2,76 65,1 2, 67 20, 6 746, 2
(1) Vlákna byla granulovaný Placetate-F, WAFL=0,86 mm (2) Vlákna byla peletizovaný Placetate-F, WAFL=1,53 mm (3) Vlákna byla granulovaný Sulfatate-H-J, WAFL=0,53 mm (4) Vlákna byla peletizovaný Sulfatate-H-J, WAFL=0,83 mm % zlepšeni 33-PLA-P proti 30-PLA-G je uvedeno dále v tabulce X-A, a 33-SUL-P proti 30-SUL-G je uvedeno v tabulce X-B.
V případě Placetatu-F vede použití delších vláken v peletizované formě ke zlepšení ve všech hodnotách, při podstatném zlepšení modulu v tahu. Tato zlepšení jsou daleko větší, než by se dalo.čekat jako výsledek pouhého zvětšení obsahu vláken v kompozitu z 30 % na 33 %.
V případě Sulfatátu-H-J použití delších vláken také vede k velkému zlepšení vlastností pevnosti a modulů, • ·· · •9 9999 nikoliv však houževnatosti podle Izoda. Zajímavé je zjištění, že hodnota modulu v tahu pro 33-SUL-P se zlepšila do té míry, že skutečně převýšila vlastnosti 33-GLA (Tabulka
Tabulka X-A: % zlepšeni kompozitů 33-PLA-P proti 30-PLA-G
pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul v ohybu vrubová houževnatost podle Izoda nevrubová houževnatost podle Izoda
6, 2 45, 9 11,0 13,7 17, 6 10, 7
Tabulka X-B: % zlepšení kompozitu 33-SUL-P proti 30-SUL-G
pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul ohybu V vrubová houževnatost podle Izoda nevrubová houževnatost podle Izoda
<7,0 67,/ /6,3 — 6/4 ΰ
Následující tabulka XI uvádí % zlepšení mechanických vlastností kompozitů uvedených v tabulce IX vzhledem k nylonu 6. K výpočtu těchto hodnot byly použit hodnoty uvedené v tabulce IX.
Tabulka XI: % zlepšení proti nylonu 6 pro 30-PLA-G 33-PLA-P, 30-SUL-G a 33-SUL-P, a 33-GLA
vzorek pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul v ohybu vrubová houževnatost podle Izoda nevrubová houževnatost podle Izoda
30-PLA-G 27,4 85, 5 65,0 91, 4 12, 6 -67,4
33-PLA-P 35, 3 170,6 83, 1 117,6 32, 5 -64,5
30-SUL-G 33,5 88,8 73,7 101,5 15,5 -62,7
33-SUL-P 45,5 215, 6 102,2 159,5 8,2 -62,7
33-GLA 89, 4 201,1 131,0 218.3 179, 1 -27,8
-36Kromě porovnáni chování 33-PLA-P a 33-SUL-P proti 33GLA, tyto výsledky také jasně ukazují, jak zavádění delších vláken do extruderu (ve formě pelet) vede k podstatně zlepšeným vlastnostem kompozitu proti zavádění vláken kratších délek (v granulované formě).
Výsledky zřetelně kontrastují s dosavadním stavem techniky, podle kterého mají v nylonu 6 lepší účinek celulózové prášky než celulózová vlákna o délce asi 0,8 mm. To mohlo být způsobeno špatnou disperzí v extruderu, která omezuje množství vláken, která mohou být zabudována (maximálně 20 %). Také, teploty použité při extruzi mohly být nadměrné a způsobovat tak dekompozici vláken. Extruder podle dosavadního stavu techniky byl udržován na 455 °F, či 235 °C, po dobu 100 sekund, a v některých případech byly směsi zpracovány několikrát. Viz, Klason aj. The Efficiency of Cellulosic Fillers in Common Thermoplastics. Part 1. Filling without Processing Aids or Coupling Agents, Intern, J.Polymeric Mater., sv. 10, str. 159-187(1984). Naproti tomu, podle vynálezu je doba setrvání v extruderu zpravidla asi 90 sekund.
Tabulka XII uvádí mechanické vlastnosti pro kompozitní nylon 6 vyztužený 33 % Placetatu a Dulfatatu (vyrobený za použití peletizovaných vláken Placetatu a Sulfatatu) 33-PLAP a 33-SUL-P. Zahrnuje také výsledky pro kompozitní nylon 6 vyztužený 33 % skelných vláken (33-GAL) a samotný
Jako je uvedeno výše mechanické vlastnosti, v příkladu které by
1, tato data nylon 6.
ukazuj i vstřikovaných součástí objemu (tyto
IX hustotou byly získány místo výrobou stejné hmotnosti hodnoty jsou získány dělením či měrnou hmotností vstřikovaného stejného v tabulce hodnot kompozitu* ··· · ·» ···· ·· · ·· · ··· · · ·· • · > · · · · · * · • * ··· ···· · • · ·· · · · f>
···♦ ·φ ··· ·t · · * tyto hodnoty hustoty jsou: 1,223, 1,244,
1,371 a 1,134 po řadě pro 33-PLA-P, 33-SUL-P, 33-GLA a nylon 6).
Tabulka XII; Mechanické vlastnosti vstřikovaných kompozitu za sucha, jak vyrobeno
vzorek pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle I zoda (J/M) nevrubová houževnatost podle I zoda (J/M)
33-SUL-P 67,0 6, 11 97,5 4,75 22,3 216, 8
33-SUL-P 70, 9 7,00 105, 8 5, 57 17, 9 223, 9
33-GLA 83,7 6, 06 109, 7 6, 20 41,9 393, 1
nylon 6 53, 4 2,43 57, 4 2,35 18,2 658,0
Tabulka XIII uvádí % zlepšeni vlastností pro kompozity uvedené v tabulce XII vzhledem k nylonu 6. Pro výpočet byly použity hodnoty uvedené v tabulce XII.
Tabulka XIII: % zlepšení vlastností proti nylonu 6 pro 33-PLA-P, 33-SULP, a 33-GLA
vzorek pevnost v tahu modul v tahu pevnost v ohybu modul· v ohybu vrubová houževnatost podle I zoda nevrubová houževnatost podle I zoda
33-SUL-P 25,5 151, 4 69, 9 102, 1 22, 5 -67, 1
33-SUL-P 32,7 188, 1 84,3 137,0 -1, 6 -66, 1
33-GLA 56, 7 149, 4 91, 1 163,8 130,2 -40, 3
Tyto výsledky ilustruji, jak tato celulózová vlákna vysoké čistoty kontrastují se skelnými vlákny při použití jako výztužného materiálu pro výrobu kompozitu s nylonem 6 stejné hmotnosti. Hodnoty modulu v tahu jsou překvapivě stejné nebo větší než při použití skla. Na rozdíl od kompozitu uvedených v tabulce IVB v příkladu 1, kompozity
I
-38• »· · v tomto přikladu byly připraveny bez použití kompatibilizátoru nebo zpracovacích pomocných látek, jako například titaničitanu L-44 (který, je-li použit, výrazně zlepšuje účinek, viz tabulka IVA).
Jestliže byly vzorky vyztužené 33 % Placetatu,
Sulfatatu a skelných vláken kondicionovány
2 °F po vlhkost, dobu 40 hodin), všechny (50% relativní vzorky ztrácely pevnost a modul, stejně jako je tomu v případě nylonu 6 (Tabulka příklad v kondicionovaném stavu a
3) . Hodnoty % změny o v suchém a jaké se mění mechanické vlastnosti jsou uvedeny níže (tabulka XIV).
Výsledky pro Sulfatate a Placetate kontrastují s výsledky získanými dříve pro Rayfloc (30%RAY-P za použití
Rayflocu v peletizované formě), kde bylo pozorováno jako výsledek kondicionování mírné zlepšení (tabulka VIII-B).
Jediné zlepšení zde bylo pozorováno u rázových zkoušek podle Izoda. Je zajímavé, že zhoršení kondicionováním pro 33-GLA se jeví menší než pro 33-PLA a 33-SUL u pevnosti v tahu a modulu v tahu, avšak větší u pevnosti v ohybu a modulu v ohybu.
-39* »» · »·»·
Tabulka XIV: Mechanické vlastnosti před a po kondicionování a % změny pro 33-PLA, 33-SUL-P, 33-GLA a nylon 6
pevnost v tahu . (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
nylon 6
za sucha 60, 9 2,77 66, 0 2, 96 17, 1 746, 6
kondicionovaný 56, 2 2,47 45,8 1, 94 23, 8 699, 5
% změny -7,2 -10,8 -30, 6 -34,5 38, 9 -6,3
33-PLA-P
za sucha 82,0 7, 47 119, 2 5,81 27, 3 265, 1
kondici“ onovaný 69,8 6, 23 103, 2 4,88 27,5 287,8
% změny -14, 9 -16, 6 -13, 4 -16, 0 1,1 8, 6
33-SUL-P
za sucha 88, 2 8,71 131, 6 5, 38 23, 8 278, 6
kondicionovaný 79, 1 7, 93 116, 7 5, 91 24,8 286, 9
i změny -10, 2 -9,0 -11, 3 -14,7 10, 9 3, 0
33-GLA
za sucha 114, 8 8, 31 150, 4 8,50 57,5 538, 9
kondicionovaný 107,0 7,64 126, 2 6, 52 57, 6 541,8
% změny -6, 8 -8,1 -16, 1 -23, 3 0,2 0, 5
Dalšími zkouškami mechanických vlastností kompozitu nylonu 6 s vlákny Rayfloc-J v peletizované formě (jako v příkladu 3) s 33% vyztužením (dále označené 33-RAY-P) v suchém a v ko.ndicionovaném stavu bylo zjištěno, že bylo pozorováno obdobné zhoršení vlastností po kondicionování, jaké bylo pozorováno pro Placetate a Sulfatate (viz následující tabulka XV). V souladu s tím se jeví výše uvedené zlepšené výsledky pro Rayfloc po kondicionování (tj. pro 30%RAY-P v tabulce VIIIB) jako problematické.
-40«···
Tabulka XV: Mechanické vlastnosti před a po kondicionováni a % změny pro 33RAY-P
pevnost v tahu (MPa) modul v tahu (GPa) pevnost v ohybu (MPa) modul v ohybu (GPa) vrubová houževnatost podle Izoda (J/M) nevrubová houževnatost podle Izoda (J/M)
33-RAY-P
za sucha 77,3 8,27 90,8 4,72 28,7 222, 5
kondicionovaný 71, 1 7,75 82,0 4,34 28,1 226, 3
% změny -8,0 -6, 3 -9,7 -8, 1 -2,2 1,7
Výše uvedený popis vynálezu je zamýšlen ilustrativně, nikoliv jako omezující. Odborníkovi jsou zřejmé různé změny a modifikace popsaných vytvoření. Ty mohou být učiněny bez opuštění myšlenky a rozsahu vynálezu.

Claims (9)

1. Kompozit zahrnující celulózová vlákna rozptýlená v matrici, vyznačující se tím, že matrice obsahuje polymerní materiál a uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy větší než 80 % hmotn.
2. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje méně než 50 % hmotn. celulózových vláken.
3. Kompozit podle nároku 2, vyznačující se tím, že výchozí celulózová vlákna jsou ve formě volných vláken, granulovaných vláken, sušené buničité drti nebo peletizovaných vláken.
4. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jedno spojovací nebo kompatibilizační činidlo.
5. Kompozit podle nároku 4, vyznačující se tím, že spojovací nebo kompatibilizační činidlo je zvoleno ze skupiny zahrnující titaničitany, zirkoničitany nebo jejich směsi.
6.
Kompozit podle nároku 4, vyznačující se tím, že spojovací nebo kompatibilizační činidlo je přítomno v množství menším než 3 % hmotn.
Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jedno barvivo.
Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že ·««· ·« ··<·
-42 uvedená celulózová vlákna mají průměrnou délku 0,1 až 6 mm.
9. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna mají obsah ligninu menši než 2 % hmotn.
10. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy větší než 90 % hmotn.
11. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy větší než 95 % hmotn.
12 . Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy větší než 98 % hmotn. 13. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál sestává z termoplastu. 14 . Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený termoplast má teplotu bodu táni vyšší než 180 °C. 15. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený termoplast má teplotu bodu táni vyšší než 200 °C. 16. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený termoplast má teplotu bodu táni vyšší než 250 °C. 17. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál sestává z polymeru zvoleného ze skupiny zahrnující polyamidy (nylony), PET
-43 (polyethylentereftalát) , PBT (polybutylentereftalát), PTT (polytrimethyltereftalát) (např. Corterra od fy. Shell), ECM (ethylen-oxid uhelnatý) (např. Carilon od fy. Shell), SAN (styren-akrylonitril), SMA (styren-maleinanhydrid) nebo jejich směsi.
18 . Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e uvedený polymerní materiál sestává z termoplastu maj íčího teplotu tavení mez i 180 až , 270 °C. 19. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e uvedený polymerní materiál sestává z nylonu. 20. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál sestává z termoplastu zvoleného
ze skupiny zahrnující nylon 6, nylon 12, nylon 66 nebo jejich směsi.
uvedený v tahu kompozit v tahu o
Kompozit polymerní (za sucha, podle nároku materiál má
1, vyznačující jistou v nekondicionovaném má hustotu méně než o
20 % se tím, ž e hustotu pevnosr stavu), odlišnou uvedený pevnost
20 % větší než má neplněný polymerní materiál.
22. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál má jistou hustotu a modul pružnosti v tahu (za sucha, v nekondicionovaném stavu), a uvedený kompozit má hustotu méně než o 20 % odlišnou a modul pružnosti v tahu o 80 % větší než má polymerní materiál.
23. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál má jistou hustotu a ohybovou pevnost (za sucha, v nekondicionovaném stavu), a uvedený • · • · · · ··· • · ··· · ♦· • ♦ · · · · ··
9 9 9 9 99
99 999 99999 kompozit má hustotu méně než o 20 % odlišnou a ohybovou pevnost o 45 % větší než má polymerní materiál.
24. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený polymerní materiál má jistou hustotu a vrubovou rázovou houževnatost podle Izoda (za sucha, v nekondicionovaném stavu), a uvedený kompozit má hustotu méně než o 20 % odlišnou a vrubovou rázovou houževnatost podle Izoda stejnou nebo větší než má polymerní materiál.
25. Kompozit obsahující alespoň 5 % hmotn. vláken rozptýlených v matrici obsahující polymerní materiál, vyznačující se tím, že kompozit má hustotu o méně než 2 % větší než polymerní materiál a pevnost v tahu o 3 % větší než je pevnost v tahu uvedeného polymerniho materiálu.
26. Granule kompozitu pro vstřikovací lisování sestávající z vlákny vyztuženého termoplastického materiálu obsahujícího množství celulózových vláken rozptýlených v matrici z termoplastického materiálu, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna mají obsah alfa-celulózy větší než 80 % hmotn.
27. Vstřikovaný výrobek z vlákny vyztuženého termoplastického materiálu obsahuj ícího množství celulózových vláken z termoplastického rozptýlených materiálu, vyznačující se tím, v matrici že uvedená celulózová vlákna mají obsah alfa-celulózy větší než
80 % hmotn.
28. Způsob výroby kompozitního materiálu zahrnující vytváření směsi obsahující celulózová vlákna a polymerní materiál, vyznačující se tím, že uvedená celulózová vlákna
• ···· 99 99 9 9 99 9 «· • 9 9 9 9 9 • 9 • • 9 9 999 9 · • 9 9 9 9 9 9 9 9 45 - • ♦ · · 9 9 9 99 9 9 999 9 9 99 9 9
mají čistotu vyjádřenou obsahem alfa-celulózy větší než 80 % hmotn.
29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že vytváření směsi zahrnuje míchání polymerního materiálu s celulózovými vlákny pro vytvoření kompozitní směsi.
30. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že zahrnuje míchání v tavenině a vytlačování uvedené směsi pro vytvoření extrudovaného kompozitu.
31. Způsob podle nároku 30, vyznačující se tím, že míchání v tavenině a vytlačování se provádí ve dvoušnekovém extruderu.
32. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že mícháni se provádí při teplotě tavení nebo nad teplotou tavení polymerního materiálu.
33. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že míchání se provádí při míchací teplotě pod teplotou tavení polymerního materiálu.
34 . Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že míchání se provádí při teplotě alespoň o 25 °F nižší než je teplota tavení polymerního materiálu. 35. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že
směs má obsah vlhkosti menší než 10 % hmotnostním.
36. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že směs je v podstatě prostá rozpouštědla.
• ·· · ·· ··· ·
37. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že celulózová vlákna se před uvedeným mícháním suší.
38. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že dále zahrnuje rozdělování uvedené kompozitní směsi pro vytvoření granulí kompozitu.
39. Způsob podle nároku 38, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vstřikovacího lisování uvedených granulí kompozitu pro vytvoření vstřikovaného výrobku.
40. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vstřikovacího lisování uvedené směsi obsahující celulózová vlákna a polymerní termoplastický materiál.
41. Způsob podle nároku 39, vyznačující se tím, že zpracovací teploty při vstřikovacím lisování jsou vyšší než teplota tavení polymerního materiálu.
42. Způsob podle nároku 39, vyznačující se tím, že zpracovací teploty při vstřikovacím lisování jsou nižší než teplota tavení polymerního materiálu.
43. Způsob podle nároku 39, vyznačující se tím, že zpracovací teploty při vstřikovacím lisování jsou alespoň o 25 °F nižší než teplota tavení polymerního materiálu.
44. Způsob výroby kompozitního materiálu sestávající z kroků:
(a) vytvoření směsi obsahující celulózová vlákna a roztavený polymerní materiál v extruderu, přičemž uvedená • ·♦· celulózová vlákna se zavádějí do roztaveného polymerního materiálu; a (b) míchání této směsi v tavenině a vytlačování této směsi pro vytvoření kompozitu.
45. Způsob podle nároku 44, vyznačující se tím, že dále zahrnuje rozdělování uvedeného kompozitu pro vytvoření granulí kompozitu.
46. Způsob podle nároku 45, vyznačující se tím, že dále zahrnuje vstřikovací lisování uvedených kompozitních granulí pro vytvoření vstřikovaného produktu.
47. Způsob podle nároku 44, vyznacujicx se tím, že celulózová vlákna jsou ve formě volných vláken, granulovaných vláken, sušené buničité drti nebo v peletizované formě.
48. Způsob podle nároku celulózová vlákna se před peletizuj í.
49. Způsob podle nároku celulózová vlákna se zavádějí r
44, vyznačuj ici se tím, že vytvářením uvedené směsi
44, vyznačující se tím, že straně vstupního otvoru.
50. Způsob lisování kompozitního materiálu zahrnující vstřikovací lisování směsi obsahující celulózová vlákna a polymerní termoplastický materiál, vyznačující se tím, že celulózová vlákna mají čistotu vyjádřenou obsahem alfacelulózy větší než 80 % hmotn.
51. Způsob podle nároku 50, vyznačující se tím, že uvedené vstřikovací lisování se provádí při zpracovací • ···· ·· ···· *· ·· · ♦ · · ·Φ· • · ♦ · «·«. « ·
-48 • · ·· ··»· »· · 9 ··<··· ·· ·«· teplotě nad teplotou tavení polymerniho materiálu.
52. Způsob podle nároku 50, vyznačující se tím, že uvedené vstřikovací lisování se provádí při zpracovací teplotě pod teplotou tavení polymerniho materiálu.
CZ20011231A 1998-10-09 1999-10-07 Kompozity obsahující celulózová vlákna, způsoby jejich výroby a jejich pouľití CZ20011231A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/169,663 US6270883B1 (en) 1998-10-09 1998-10-09 Composites containing cellulosic pulp fibers and methods of making and using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20011231A3 true CZ20011231A3 (cs) 2002-04-17

Family

ID=22616641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20011231A CZ20011231A3 (cs) 1998-10-09 1999-10-07 Kompozity obsahující celulózová vlákna, způsoby jejich výroby a jejich pouľití

Country Status (16)

Country Link
US (2) US6270883B1 (cs)
EP (1) EP1121244A4 (cs)
JP (1) JP2002527536A (cs)
KR (1) KR20010075598A (cs)
CN (1) CN1106932C (cs)
AU (1) AU765949B2 (cs)
BR (1) BR9915905A (cs)
CA (1) CA2346185A1 (cs)
CZ (1) CZ20011231A3 (cs)
IL (1) IL142357A0 (cs)
MX (1) MXPA01003533A (cs)
NO (1) NO20011767L (cs)
NZ (1) NZ510806A (cs)
PL (1) PL347325A1 (cs)
WO (1) WO2000021743A1 (cs)
ZA (1) ZA200102660B (cs)

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030187102A1 (en) 1997-09-02 2003-10-02 Marshall Medoff Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
US20050084671A1 (en) * 1997-09-02 2005-04-21 Xyleco, Inc., A Massachusetts Corporation Texturized fibrous materials from poly-coated paper and compositions and composites made therefrom
US20050146258A1 (en) 1999-06-02 2005-07-07 Shimon Weiss Electronic displays using optically pumped luminescent semiconductor nanocrystals
US6270883B1 (en) * 1998-10-09 2001-08-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Composites containing cellulosic pulp fibers and methods of making and using the same
US6743507B2 (en) 2002-06-07 2004-06-01 Rayonier Products And Financial Services Company Cellulose fiber reinforced composites having reduced discoloration and improved dispersion and associated methods of manufacture
US6855182B2 (en) * 2002-07-17 2005-02-15 Rayonier Products And Financial Services Company Lignocellulose fiber composite with soil conditioners
US7582241B2 (en) * 2002-11-07 2009-09-01 Board Of Trustees Of Michigan State University Filler reinforced thermoplastic compositions and process for manufacture
US20040159413A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Rayonier Products And Financial Services Company Cellulosic fiber web treatment systems and associated processes
BRPI0407624A (pt) * 2003-02-24 2006-02-21 Jeld Wen Inc compósitos de lignocelulose de camada fina apresentando alta resistência à umidade e métodos de sua produção
US7943070B1 (en) 2003-05-05 2011-05-17 Jeld-Wen, Inc. Molded thin-layer lignocellulose composites having reduced thickness and methods of making same
US7501037B2 (en) * 2003-07-01 2009-03-10 Jeld-Wen, Inc. Methods and systems for the automated manufacture of composite doors
DE10337009A1 (de) * 2003-08-12 2005-03-24 Case Tech Gmbh & Co.Kg Mehrschichtig coextrudierte biaxial gereckte faserveredelte nahtlose Schlauchhülle sowie deren Verwendung als Nahrungsmittelhülle
DE10337010A1 (de) * 2003-08-12 2005-03-17 Case Tech Gmbh & Co.Kg Rauchdurchlässige gereckte nahtlose Schlauchhülle sowie deren Verwendung als Nahrungsmittelhülle
BRPI0413385A (pt) * 2003-08-29 2006-10-17 Bki Holding Corp forma de pastilha torcida de material fibroso, processo para produzì-la, material de construção, forma de material fibroso em folhas, material cimentoso e método para dispersar fibras em um material cimentoso
US7030188B2 (en) * 2004-04-01 2006-04-18 Equistar Chemicals, Lp Multi-phase polypropylene compositions
US8852488B2 (en) * 2004-04-12 2014-10-07 Mohini M. Sain Manufacturing process for high performance short ligno-cellulosic fibre—thermoplastic composite materials
US20060000173A1 (en) * 2004-06-18 2006-01-05 Edstrom Brian D Composite structures having the appearance of knotty wood and methods of making such structures
NZ530339A (en) 2004-06-23 2007-01-26 Nz Forest Research Inst Ltd Method for producing wood fibre pellets
US20060016569A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Sonoco Development, Inc. High strength paperboard and method of making same
US7071259B2 (en) * 2004-07-27 2006-07-04 Equistar Chemicals, Lp Functionalized propylene polymer compositions and composites containing same
CN101360590A (zh) 2004-09-30 2009-02-04 杰尔德-文股份有限公司 为生产建筑结构和其他木材产品处理木材
PL1877192T3 (pl) 2005-03-24 2013-05-31 Xyleco Inc Sposób wytwarzania materiału włóknistego
US7708214B2 (en) 2005-08-24 2010-05-04 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
US20150328347A1 (en) 2005-03-24 2015-11-19 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
BRPI0501280A (pt) * 2005-04-13 2006-11-28 Ford Motor Company Brasil Ltda material para ser moldado por injeção e seu uso, processo de obtenção de um material compósito por injeção, material compósito e seu uso
US7635731B2 (en) * 2005-07-28 2009-12-22 Chemtura Corporation Cellulosic-thermoplastic composite and method of making the same
US7659330B2 (en) * 2005-09-16 2010-02-09 University Of Maine System Board Of Trustees Thermoplastic composites containing lignocellulosic materials and methods of making same
US20070066722A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 University Of Maine System Board Of Trustees Thermoplastic composites containing lignocellulosic materials and methods of making the same
CA2527325C (en) * 2005-11-18 2014-05-06 Mohini M. Sain Manufacturing process for high performance lignocellulosic fibre composite materials
US7348371B2 (en) * 2005-12-20 2008-03-25 Equistar Chemicals, Lp Cellulosic-reinforced composites having increased resistance to water absorption
NZ544493A (en) * 2005-12-22 2008-07-31 Nz Forest Research Inst Ltd Method for producing wood fibre composite products
US20070160812A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Pickens Gregory A Products and processes for forming door skins
DE102006013988A1 (de) * 2006-03-22 2007-09-27 Concert Gmbh Faserverstärkter Thermoplast
DE102006037482A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-21 Rittal Gmbh & Co. Kg Palette
GB0616290D0 (en) * 2006-08-16 2006-09-27 Imp Innovations Ltd Material
CA2560349C (en) * 2006-09-21 2014-04-22 Mohini H. Sain Manufacturing process for hybrid organic and inorganic fibre-filled composite materials
US20080286551A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Nova Chemicals Inc. Plastic-cellulosic composite articles
US20090047511A1 (en) * 2007-08-18 2009-02-19 Tilton Christopher R Composites for packaging articles and method of making same
US20090142528A1 (en) * 2007-08-18 2009-06-04 Earth First Industries Incorporated Composites for packaging articles and method of making same
US20090045210A1 (en) * 2007-08-18 2009-02-19 Tilton Christopher R Pliable ground calcium carbonates storage articles and method of making same
US20090113830A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-07 Jeld-Wen, Inc. Composite garage doors and processes for making such doors
US8211341B2 (en) * 2007-11-16 2012-07-03 Exxonmobil Research And Engineering Company Fiber pellets method of making, and use in making fiber reinforced polypropylene composites
US20090321981A1 (en) * 2008-01-15 2009-12-31 RheTech, Inc. Cellulosic inclusion thermoplastic composition and molding thereof
US7985791B1 (en) 2008-02-22 2011-07-26 Lords Additives LLC Incorporation of SBP and ulexite into composites
US20090297818A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Jeld-Wen, Inc. Primer compositions and methods of making the same
KR101235133B1 (ko) * 2008-08-08 2013-02-20 가오 가부시키가이샤 생분해성 수지 조성물
US8058193B2 (en) * 2008-12-11 2011-11-15 Jeld-Wen, Inc. Thin-layer lignocellulose composites and methods of making the same
US9845575B2 (en) 2009-05-14 2017-12-19 International Paper Company Fibrillated blend of lyocell low DP pulp
US20110151158A1 (en) * 2009-05-26 2011-06-23 Stall Alan D Method of making a food casing
US9617687B2 (en) * 2009-06-08 2017-04-11 International Paper Company Meterable fibrous material
JP5297912B2 (ja) * 2009-06-24 2013-09-25 ウィンテックポリマー株式会社 セルロース繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物
NZ578113A (en) * 2009-07-01 2010-07-30 Lignotech Developments Ltd Processing of lignocellulosic and related materials
US9394444B2 (en) 2009-07-20 2016-07-19 Battelle Memorial Institute Methods of modifying agricultural co-products and products made therefrom
KR101063227B1 (ko) * 2009-10-12 2011-09-07 현대자동차주식회사 나일론-4 복합재료 조성물
US20110294925A1 (en) * 2009-11-23 2011-12-01 Shaler Stephen M Composite from hemicellulose extracted wood with improved performance and reduced emissions
DE102010008780A1 (de) * 2010-02-22 2011-08-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Kompositzusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung, Formteil und Verwendung
EP2557124B1 (en) 2010-04-06 2018-06-06 Unitika, Ltd. Polyamide resin composition and method for producing polyamide resin composition
WO2011130780A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Peter Walker Edwards Cellulose fibre-polymer composite material
US8722773B2 (en) 2011-02-14 2014-05-13 Weyerhaeuser Nr Company Polymeric composites
US20120213896A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-23 Cryovac, Inc. Ovenable Cook-In Film Providing Decreased Protein Adhesion
GB201110531D0 (en) 2011-06-22 2011-08-03 Parmar Alkesh R A process of producing a composite material using fruit rind with natural and synthetic binders
US9604388B2 (en) * 2012-02-14 2017-03-28 International Paper Company Process for making composite polymer
US9328231B2 (en) * 2012-02-14 2016-05-03 Weyerhaeuser Nr Company Composite polymer
US20130210964A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-15 Weyerhaeuser Nr Company Composite Polymer
US9109117B2 (en) * 2012-02-14 2015-08-18 Weyerhaeuser Nr Company Process for making composite polymer
US20130206035A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-15 Weyerhaeuser Nr Company Composite Polymer
EP3483316A1 (en) * 2012-02-14 2019-05-15 International Paper Company Composite polymer
US9114550B2 (en) * 2012-02-14 2015-08-25 Weyerhaeuser Nr Company Process for making composite polymer
US9312047B2 (en) 2012-06-22 2016-04-12 Honeywell International Inc. Method and compositions for producing polymer blends
WO2014033353A1 (en) 2012-08-28 2014-03-06 Upm-Kymmene Corporation A method and a system for manufacturing a composite product and a composite product
EP2890539B1 (en) 2012-08-28 2018-10-31 UPM-Kymmene Corporation Method for manufacturing a composite product, and composite product so produced
US9656437B2 (en) * 2013-02-20 2017-05-23 Guill Tool & Engineering Co., Inc. Extrudable oriented polymer composites
EP3603963B1 (en) * 2013-03-14 2021-06-30 Smart Planet Technologies, Inc. Repulpable and recyclable composite packaging articles and related methods
US20140274633A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Smart Planet Technologies, Inc. Composite structures for packaging articles and related methods
FI3377562T3 (fi) * 2015-11-17 2023-03-17 Stora Enso Oyj Prosessi kuitupolymeerikomposiittien tuottamiseksi
EP3178623A1 (en) 2015-12-07 2017-06-14 SAPPI Netherlands Services B.V. Process for manufacturing a precursor material
US9994703B2 (en) * 2016-07-26 2018-06-12 Mohammad Ali Bay Bio composite ABS/CF material
WO2019055921A2 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Hamilton Robert T CELLULOSIC COMPOSITE MATERIALS
PL237679B1 (pl) * 2017-10-18 2021-05-17 Politechnika Poznanska Warstwowy laminat oraz sposób jego wytwarzania
KR101956011B1 (ko) * 2018-12-05 2019-03-08 에코바이오플라스틱코리아 주식회사 셀룰로스 미분말을 함유하는 성형체
IT201900014658A1 (it) 2019-08-12 2021-02-12 Fondazione St Italiano Tecnologia Biocomposito biodegradabile e processo per la sua preparazione
JP2023077910A (ja) 2021-11-25 2023-06-06 住友林業株式会社 混合組成物の製造方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3511731A (en) * 1966-05-25 1970-05-12 Panneaux Landais Sopaland Soc Composite panel and an improved manufacturing method therefor
GB1443194A (en) * 1972-09-19 1976-07-21 Braeuning H Method of and apparatus for producing a shaped material made of wood and thermoplastic plastic
US4065521A (en) * 1973-02-26 1977-12-27 Texaco Inc. Acrylate-butadiene graft copolymers and reinforced plastic compositions containing such copolymers
DE2610721C3 (de) * 1976-03-13 1978-12-21 Rehau-Plastiks Gmbh, 8673 Rehau Verwendung eines Kunststoff-Holzmehlgemisches zur Herstellung von Isolationswerkstoff für die Elektroindustrie
JPS57156A (en) * 1980-05-31 1982-01-05 Matsushita Electric Works Ltd Amino resin molding material
SU958133A1 (ru) 1981-02-17 1982-09-15 Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Состав массы дл изготовлени м гких древесноволокнистых плит
JPS57138909A (en) * 1981-02-23 1982-08-27 Musashi Kasei Kk Manufacture of waste water manhole made of wooden composite material and granulation apparatus of said material
FR2548675B1 (fr) * 1983-07-06 1987-01-09 Seppic Sa Compositions filmogenes pour enrobage des formes solides de produits pharmaceutiques ou alimentaires et produits obtenus revetus desdites compositions
IN170651B (cs) * 1984-05-14 1992-05-02 Kenrich Petrochemicals
US4791020A (en) * 1987-02-02 1988-12-13 Novacor Chemicals Ltd. Bonded composites of cellulose fibers polyethylene
JPS63189440A (ja) * 1987-02-02 1988-08-05 Hitachi Chem Co Ltd 紙基材積層板の製造法
IT1233845B (it) * 1988-01-20 1992-04-21 Montedipe Spa Procedimento per la produzione in continuo di lastre termoplastiche, termoformabili, rinforzate e dispositivo adatto allo scopo.
JPH04345650A (ja) * 1991-05-23 1992-12-01 Toshiba Chem Corp フェノール樹脂成形材料
JP2514875B2 (ja) * 1991-06-11 1996-07-10 北越製紙株式会社 プラスチック成形用ペレット及びその製造法
JP3144867B2 (ja) * 1991-12-11 2001-03-12 日本カーバイド工業株式会社 メラミン系樹脂射出成形用材料
JPH05269736A (ja) * 1992-03-30 1993-10-19 Calp Corp 樹脂配合用繊維材料及びそれを用いた樹脂組成物
US5773138A (en) 1992-08-31 1998-06-30 Andersen Corporation Advanced compatible polymer wood fiber composite
US6004668A (en) 1992-08-31 1999-12-21 Andersen Corporation Advanced polymer wood composite
US5985429A (en) 1992-08-31 1999-11-16 Andersen Corporation Polymer fiber composite with mechanical properties enhanced by particle size distribution
CA2100319C (en) 1992-08-31 2003-10-07 Michael J. Deaner Advanced polymer/wood composite structural member
CA2100320C (en) 1992-08-31 2011-02-08 Michael J. Deaner Advanced polymer wood composite
US5981067A (en) 1992-08-31 1999-11-09 Andersen Corporation Advanced compatible polymer wood fiber composite
US5406768A (en) 1992-09-01 1995-04-18 Andersen Corporation Advanced polymer and wood fiber composite structural component
JP3693299B2 (ja) * 1992-11-27 2005-09-07 ニッポン高度紙工業株式会社 電解コンデンサ
JPH06240072A (ja) * 1992-12-22 1994-08-30 Jsp Corp セルロース系充填剤含有ポリオレフィン系樹脂組成物
US5441801A (en) * 1993-02-12 1995-08-15 Andersen Corporation Advanced polymer/wood composite pellet process
JPH07126523A (ja) * 1993-11-02 1995-05-16 Teijin Ltd 樹脂組成物
US5635125A (en) * 1995-02-24 1997-06-03 Re-New Wood, Incorporated Method for forming simulated shake shingles
US5585155A (en) 1995-06-07 1996-12-17 Andersen Corporation Fiber reinforced thermoplastic structural member
US5948524A (en) 1996-01-08 1999-09-07 Andersen Corporation Advanced engineering resin and wood fiber composite
US6270883B1 (en) * 1998-10-09 2001-08-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Composites containing cellulosic pulp fibers and methods of making and using the same

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200102660B (en) 2002-09-30
KR20010075598A (ko) 2001-08-09
CN1330587A (zh) 2002-01-09
CA2346185A1 (en) 2000-04-20
WO2000021743A1 (en) 2000-04-20
BR9915905A (pt) 2001-08-21
EP1121244A4 (en) 2002-02-13
NO20011767L (no) 2001-06-11
JP2002527536A (ja) 2002-08-27
US20020000683A1 (en) 2002-01-03
NZ510806A (en) 2003-11-28
IL142357A0 (en) 2002-03-10
PL347325A1 (en) 2002-03-25
MXPA01003533A (es) 2002-04-24
CN1106932C (zh) 2003-04-30
US6730249B2 (en) 2004-05-04
US6270883B1 (en) 2001-08-07
AU765949B2 (en) 2003-10-02
NO20011767D0 (no) 2001-04-06
AU1443100A (en) 2000-05-01
EP1121244A1 (en) 2001-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20011231A3 (cs) Kompozity obsahující celulózová vlákna, způsoby jejich výroby a jejich pouľití
US9109118B2 (en) Cellulosic inclusion thermoplastic composition and molding thereof
EP0319589B1 (en) Thermoplastic composite material reinforced with hemp fibers
CA2560349C (en) Manufacturing process for hybrid organic and inorganic fibre-filled composite materials
FI95589C (fi) Rakeistettu gelatiinituote sekä menetelmä sen valmistamiseksi
Sears et al. Reinforcement of engineering thermoplastics with high purity wood cellulose fibers
CN104387621A (zh) 一种热塑性淀粉材料及其制备工艺
CA2621336C (en) Thermoplastic composites containing lignocellulosic materials and methods of making the same
JP7315554B2 (ja) 複合製品を製造する改善方法
CZ284942B6 (cs) Způsob výroby předmětů z termoplastů zesílených vlákny
CA2350418C (en) Composition for the production of shaped bodies and method for the production of shaped bodies made of said composition
CN100532451C (zh) 一种高冲击性增强pet组合物及其制备方法
JPH0365311A (ja) 炭素繊維チョップ
Sears et al. Composites containing cellulosic pulp fibers and methods of making and using the same
JPH04353536A (ja) ガラス繊維強化樹脂成形品の製造方法
CN114379052A (zh) 干式一步法制备玻璃纤维改性氨基模塑料
GB2244059A (en) Cellulosic product, process for the production thereof and uses thereof
KR960008117B1 (ko) 폴리올레핀-식물섬유계 성형용 수지 조성물
JP2009298948A (ja) 熱可塑性樹脂組成物の製造方法
CA2050600A1 (en) Cellulosic product, process for the production thereof and uses thereof
CN117586575A (zh) 一种轻量化、仿植绒的纸浆纤维/人造纤维改性聚丙烯复合材料及其制备方法
CN115819937A (zh) 一种可生物降解的复合材料及其制备方法
PL198609B1 (pl) Sposób wytwarzania tworzywa biodegradowalnego