DE1460317A1

DE1460317A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Impraegnieren von Faser- oder Fadenstraengen

Info

Publication number: DE1460317A1
Application number: DE19631460317
Authority: DE
Inventors: Dijk Jan Cornelis Van
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1962-07-17
Filing date: 1963-07-15
Publication date: 1968-12-05
Also published as: SE301047B; GB1017563A; BE634953A; US3323941A; NL295346A

Description

DK.ÜTG.F.WTrESTHOFF .8 MÜNCHEN O* I C Π Ο Λ Η

SCHWEmERSTHASS^ b U ^ I /

DIFX.ING.G.PITI.S

Dr. Expl.

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Beschreibung

zu der Patentanmeldung

SHELL INTERNATIONAIE RBSEiRCH MAATSOHAPPIJ N.V.,

Haag, Niederlande

betreffend

Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren von Faser- oder Fadensträngen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen, die es ermöglichen, sich aus Fäden zusammensetzende Stränge zu imprägnieren und insbesondere aus Glasfaden bestehende Stränge mit einer schnell erhärtenden Kunstharzkompositioh zu tränken. Ferner sieht die Erfindung sich aus Fäden zusammensetzende Stränge vor, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren imprägniert worden sind.

Es ist bereits, bekannt, Stränge aus Glasfaden dadurch mit einem Harz zu imprägnieren, daß man die Stränge in ein Bad eintaucht, das dieses Harz in einer flüssigen Monomeren Form oder in Gestalt einer teilweise polymerisierten Lösung enthält. In diesem Bad fließt das Harz zwischen die einzelnen Fäden jedes Strangs, und außerdem haftet das Harz an der Außenfläche des Strangs.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen, die es ermöglichen, Fadenstränge auf zweckmäßigere und wirtschaftlichere Weise zu imprägnieren,

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Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt Maßnahmen, um jeden Strang über eine Öffnung oder Düse zu ziehen, mittels deren die Imprägnierungsflüssigkeit in den Strang eingeleitet wird. Nur ein kleiner Seil der Außenfläche des Strangs kommt hierbei mit der Düse und damit auch mit der Imprägnierungsflüssigkeit in Berührung. Daher ermöglicht es dieses "Verfahren, den Strang zu imprägnieren, ohne daß die ganze Außenfläche am Umfang des Strangs mit der Iniprägnierungsflüssigkeit bedeckt wird; zu diesem Zweck wird die flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit in den Strang eingeführt, die geringer ist, als es erforderlich wäre, um den Strang nicht nur zu imprägnieren, sondern ihn auch mit einem Überzug zu versehen. Daher ist dieses Verfahren insbesondere für Boclhe Falle geeignet, in denen es ausschließlich oder im wesentlichen auf eine Imprägnierung ankommt, während die Erzeugung eines Überzugs auf dem Strang nutzlos sein würde oder aus anderen Gfrünaen unerwünscht ist. iiin weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Hirfindung besteht darin, daß man leicht jeden gewünschten u-rad der Imprägnierung des Strangs erzielen kann, indem man die G-esehwindigkeit der Zufuhr der Imprägnierungsflüssigkeit entsprechend auf die Laufgeschwindigkeit des Strangs abstimmt, der über die Düse gezogen v:ird.

Das erfindtingsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem scxmell erhärtenden Material, z.B. einer Komposition aus einem Lun.jtharz und eiiiei.» närtungsmittel. Dies ist darauf zurückzufiixiren, daß sieh das '■ Verfahren durchführen läßt, während sich nur eine sehr kleine ■Lienge der erwähnten Komposition in der ImprägnierungsTorrichtung befindet, während der Arbeitsgang durchgeführt wird, wobei diese geringe uenge sehr kurze Zeit nach ihrer Erzeugung

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in den Strang eingespritzt wird. Die Zeit, die zwischen der
Herstellung der schnell erhärtenden Komposition und ihrem
Einspritzen in den Strang vergeht, kann daher ohne Schwie- * rigkeit kurzer gehalten werden als die Erhärtungszeit, so daß die Gefahr des Entstehens von Ablagerungen in der Vorrichtung, die "bei der Benutzung eines Bades "bekannter Art gegeben ist, ausgeschaltet wird·

Y/ährend sich die Stränge bei_dem bekannten Verfahren
im wesentlichen waagerecht durch das Bad bewegen, besteht ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin,
daß sich der Strang während des"Imprägnierens in jeder" beliebigen Richtung, z.B. senkrecht, bewegen kann,.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung umfaßt eine Imprägnierungskammer, die in ihrer Wand mindestens eine Öffnung oder
Düse aufweist, mittels deren die Imprägnierungsflüssigkeit
aus der Kammer an einen Strang abgegeben werden kann, welcher am äußeren Ende der Öffnung anliegt; hierbei ist die Wand nahe der öffnung oder Düse so geformt, daß der Strang beim Hinwegziehen desselben über die Öffnung und in Berührung mit diesem Teil der Viand gegen die Düse gedruckt wird. Die Vorrichtung
kann mit mehreren nebeneinander liegenden Öffnungen oder Düsen versehen werden, und man kann in der Hahe der Düsen Führungsmittel anordnen, um jeden-von mehreren Strängen über eine der Öffnungen zu leiten. Auf diese Weise können zahlreiche Stränge gleichzeitig imprägniert werden. Jede Öffnung wird
vorzugsweise durch einen flachen Teil einer Wand des Gehäuses der Vorrichtung und eine Wand einer Aussparung in einem gesonderten Bauteil gebildet, welch letzteres mit dem Gehäuse · ' lösbar

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Damit die Stränge auf die Öffnungen ausgerichtet werden können, sind die Führungsmittel gegenüber den Öffnungen vor-, zugsweise verstellbar_o

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung im Grundriß«·

G-emäß den Zeichnungen ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, daß mit Leitungen 2 und 3 verbunden ist, mittels deren ein Kunstharz im flüssigen monomeren Zustand und ein Härtungsmittel getrennt zugeführt werden können. Das Kunstharz und das Härtungsmittel werden von getrennten Vorrat sTa ehält ern aus durch. Zumeßpumpen zu der Vorrichtung gefördert. Im Gehäuse 1 münden die Zuführungsleitungen 2 und 3 in einer kleinen Mischkammer 4_f in der gemäß Fig. 2 ein Rührorgan arbeite*. Bei der gezeigten Konstruktion besteht das Rührorgan 5 einfach aus einem abgeflachten Abschnitt am vorderen Ende einer Welle 6, wie es im oberen Teil von Fig. 2 in einem Ausschnitt dargestellt ist. Das Rührorgan 5 kann jnit Hilfe eines hier nicht gezeigten kleinen Elektromotors über die Motorwelle 1$ und eine Rührwerkswelle 6 gedreht werden, welch letztere sich durch ein in das Gehäuse 1 eingeschraubtes Gewindestück 18 erstreckt. Die Mischkammer 4 steht mit einer Imprägnierungskammer 7 in Verbindung, die an ihrem einen Ende mit Öffnungen 9 versehen ist. Sowohl die Imprägnierungskammer 7 als auch die

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Öffnungen 9 werden durch die W&nde einer Aussparung in einer Stirnplatte 8 und duroh die ihr gegenüber liegende ebene " Y7and des ^uehäuses 1 abgegrenzt. Die Stirnplatte 8 ist mit dem Gehäuse 1 durch Schrauben 15 verbunden, so daß sie vom G-ehäuse abgenommen werden kann, wenn das Innere der Vorrichtung gereinigt werden soll. Erforderlichenfalls kann man die Stirnplatte 8 auf einfache Weise gegen eine Stirnplatte austauschen, die anders ausgebildete Öffnungen und/oder eine andere Zahl von Öffnungen besitzt.

Mähe den Öffnungen 9 sind Zähne 11 angeordnet, um die zu imprägnierenden Stränge über die Öffnungen 9 zu leiten. Die Zähne 11 sind in einen Schieber 10 eingebaut, der in einem dazu passenden Kanal 16 des Gehäuses 1 verschiebbar ist» Die Stellung der Zähne 11 gegenüber den Öffnungen 9 kann mit Hilfe einer Schraube 12 variiert werden. Ein Ende der Schraube oder Gewindespindel 12 ist fest mit einem Auge 14 verbunden, das seinerseits an dem Schieber 10 befestigt ist. Sine in Gewindeverbindung mit der Spindel 12 stehende Rändelmutter ist zwischen ortsfesten Teilen der Vorrichtung angeordnet, so daß sich die Rändelmutter nicht axial bewegen kann» \7enn τ- man die Rändelmutter 13 gegenüber der Gewindespindel 12 "> dreht, wird somit der Schieber 10 in dem Kanal 16 verstellt» ^! wobei sich auch die Zähne 11 längs des Kanals bewegen, so daß α» man die Zähne in die richtige Stellung bringen kann. In der

CJ Hähe der Öffnungen 9 sind die Wände des Gehäuses 1 und der co

. Stirnplatte 8 etwas nach unten gekrümmt»

Während des Betriebs der Vorrichtung werden das Harz und das Härtungsmittel getrennt mit geregelten Geschwindig~ keiten über die Leitungen % und 3 der Mischkammer 4 zugeführt,

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wo die beiden 'Stoffe durch das umlaufende Rührorgan 5 gründlich gemischt ?/erden, so daß eine homogene, schnell erhärtende Masse entsteht. Biese Mischung wird durch das sehr kleine Volumen der Mischlammer 4 erleichtert. Die in der Iviisehkaminer erzeugte harzhaltige Komposition strömt weiter zu der Imprägnationskammer 7, von der sie über die Öffnungen' 9 abgegeben wird. Der Rauminhalt der Impragnierungskammer 7 und der Öffnungen 9 ist ebenso wie derjenige der Ilischlcammer so klein, daß die Verweilzeit der Komposition in der Vorrichtung reichlich unterhalb der Erhärtungsdauer liegt. Die zu imprägnierenden Stränge 17 werden so über die Oberseite der Vorrichtung gezogen, daß sie deren gekrümmte tfand berühren, wie es in I¹Ig. 2 gezeigt ist, und hierbei wird jeder strang durch die Zähne 11 genau über eine der Öffnungen 9 hinweggeführt. Auf diese weise werden die gespannten Stränge gegen den Rand der Öffnungen 9 gedrückt, so daß die Imprägnierungsflüssigkeit über die Offnungen 9 in die Stränge eingespritzt werden kann, ohne daß die Stränge vom Rand der Öffnungen abgehoben werden. Die Breite der Öffnungen 9 quer zur Laufrichtung der Stränge 17 ist kleiner als die Breite der sich jeweils über die Öffnungen hinweg bewegenden Seile der Stränge. Dieses Breitenmaß ist nicht gleich dem Durchmesser der nicht unterstützten Teile der Stränge 17, denn dag die Stränge gegen die Oberseite der Vorrichtung gedrückt werden, neigen sie dazu, sich abzuflachen bzw. ein bemdähnliches Aussehen anzunehmen. Die abgeflachte Porm der Stränge trägt zn einer gu-ten Verteilung der Imprägnierungsflüssigkeit über den Strangq.uersch.nitt bei, und außerdem wirkt die abgeflachte Unterseite jedes Strangs gegenüber der zugehörigen Öffnung

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nach Art einer Dichtung, so daß das Entweichen von Imprägnierungsflüssigkeit nach außen zwischen den Strängen 17 und den Öffnungen 9 verhindert wird.

Die Geschwindigkeit der über die Öffnungen 9 laufenden Stränge 17 und die Geschwindigkeit des Einspritzens der Imprägnierungsflüssigkeit in die Stränge werden vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, daß die von den Öffnungen 9 abgewandten Flächen der Stränge 17 nicht mit der Imprägnierungsflüssigkeit bedeckt werden. In diesem Falle wird nur die Unterseite der Stränge, die über die Öffnungen 9 laufen, benetzt· Dies ist besonders'vorteilhaft, wenn die mit der schnell erhärtenden Komposition imprägnierten Stränge zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen verwendet werden sollen. Man kann solche Rohre erzeugen, indem man die Stränge in Form aufeinander liegender Schichten auf einen Dorn aufwickelt; die benetzte Unterseite der 6tränge wird hierbei auf die nicht benetzte Fläche der die darunter liegende Schicht bildenden Stränge aufgelegte Auf diese Weise wird eine gute Bindung zwischen den Strängen der verschiedenen Schichten bei minimalem Verbrauch an Harz erzielt»

Wenn der ImpragnierungsVorgang unterbrochen werden soll, schließt man eine der Zuführungsleitungen 2 un£ 3} dann wird das Innere der Vorrichtung mit Hilfe einer über die andere leitung zugeführten Flüssigkeit ausgespült. Auf diese Yifeise wird alles erhärtungsfähige Material aus der Vorrichtung entfernt·

Die gezeigte Vorrichtung läßt sich leicht reinigen,

indem man das Gewindestück 18 vollständig in das Gehäuse 1 ·

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einschraubt, so daß alle Flüssigkeit aus'der Mischkammer 4 in die Imprägnierungskammer 7 gedruckt wird. Letztere kann nach dem Abnehmen der Stirnplatte 8 vom Gehäuse 1 leicht gereinigt werden«

V/enn das Imprägnierungsmaterial nicht schnell erhärtet, kann man die Mischkammer 4 und eine der Zuführungsleitungen und 3 fortlassen, oder, wenn ein Mischvorgang durchgeführt werden muß, kann dieser mit Hilfe einer gesonderten Mischvorrich tung bewirkt v/erden.

Zwar werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn man Stränge imprägniert, die 3ich aus langen bzw· endlosen Fäden zusammensetzen, doch läßt sich das Verfahren auch bei Strängen mit kürzeren Fäden oder Fasern anwenden,,

Patentansprüche: 809811/0571

Claims

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PAOiBIiEAHSPRUGHE 1460317

1 «J Verfahren zum Imprägnieren von sich aus Einzelfäden zusammensetzenden Strängen, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Strang über eine Öffnung hinweggezogen wird, während eine Imprägnierungsflüssigkeit über die Öffnung in den Strang eingeleitet bzw. eingespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ImprägnierungsfLässigkeit mit einer G-eschv/indigkeit zugeführt bzw. eingespritzt wird, die niedriger ist als diejenige ü-eschwindigkeit, welche erforderlich sein würde, um die Stränge nicht nur zu imprägnieren bzw. zu tränken, sondern sie auch mit einem Überzug zu versehen.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei der Imprägnierungsflüssigkeit um.eine schnell erhärtende Komposition aus einem Kunstharz und einem Härtungsmittel handelt.

4o Vorrichtung zum Imprägnieren sich aus Einzelfäden zusammensetzender Stränge mit Hilfe des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, g e k e η η-ζ e i c h η e t durch eine ImprägnierunüSkammer, die in einer Wand mindestens eine Öffnung zum Abgeben der Imprägnierungsflüssigkeit aiis der Imprägnierungskammer an einen sich aus Einzelfäden zusammensetzenden Strang aufweist, welcher am üand der Öffnung auf deren Austrittsseite anliegt, wobei der der Austrittsöi'fnung benachbarte Teil der V?and so geformt ist, daß der in berührung mit diesem Teil der Wand über die Öffnung hinweggezogene '

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" : -." ; U60317

' - 10- - ' lA-26 101 Strang gegen den xiand der Öffnung gedrückt wird·

5. Vorrichtung nach. Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Wand der Imprägnierungskammer mit mehreren nebeneinander angeordneten Öffnungen versehen ist» und daß nahe diesen Öffnungen Führungsmittel angeordnet sind, um jeden von mehreren strängen jeweils über eine der Öffnungen zu leiten,

6. Vorrichtung nach Anspruch 5_r dadurch g e k e η η — zei'chnet, daß die !Führungsmittel gegenüber den Öffnungen verstellbar sind.

7. Yorriclitung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß jede Öffnung durch einen flachen '!feil einer >mnd des o-ehäuses der Vorrichtung und eine ./and einer Aussparung in einem gesonderten Jauteil abgegrenzt wird, welch letzteres mit dem 0-ehäuse lösbar verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7 zum Imprägnieren sich aus Einzelfäden zusammensetzender Strände mit einer schnell erhärtenden Komposition aus einem iumstnarz und einem Härtungsmittel, dadurch g.e kennzeichnet , "daß eine Mischkammer mit gesonderten Einliefen für das xi

LO und aas Härtun-isaiitteL in der Strömungsrichtung vor uer

^ IinprägnierungskäniEier angeordnet und in der L'icjchlcammer ein Äührorgan vorgesehen ist, um das Kunstnarz mit dem Härtungs—

_o mittel zu mischen, so daß eine scnnell oriiärtenae _ CL-i-o oo

S·. Sich, aus Einzelfäden zusammensetzender Strang^ dadurch

get e- anzeichnet _r daß der Strang nach einem" Ver— fahren gemäß Anspruch 1 bis 5 imprägniert ist.. BAB QftKalNAL COl