DE2650719A1

DE2650719A1 - Verfahren zur herstellung faserverstaerkter thermoplastischer polymere

Info

Publication number: DE2650719A1
Application number: DE19762650719
Authority: DE
Inventors: George Derek Gray; Alastair Cox Harper; Brian William Rich Tunnicliffe
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1977-05-12
Also published as: AU502476B2; IT1068917B; SE7612323L; BE848117A; AU1882176A; JPS5278273A; FR2330718B1; GB1565195A; US4098927A; FR2330718A1; NL7612289A; NZ182353A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KiNNE - GhUPH

Dipl.-Chem. Biihling Dipl.-lng. Kinne Dipl.-lng. Grupe

Bavarlarlng 4, Postfach 20 24 8000 MQnchen 2

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

5. November 1976 B 7727 / case P 28327

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, Großbritannien

Verfahren zur Herstellung faserverstärkter thermoplastischer Polymere

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter thermoplastischer Polymere aus einem kontinuierlichen Glasseidenstrang und insbesondere auf die Steuerung der Zufuhr von Polymeren bei einem Herstellungverfahren für verstärkte thermoplastische Litzen.

Die Herstellung von verstärkten thermoplastischen Litzen unter Verwendung von pulverisierten thermoplastischen Polymeren für die Imprägnierung kontinuierlicher Stränge aus fasrigem Material, insbesondere aus Glasfasern, ist in den GB-Patentschriften 1 259 085 und 1 334 702 und in den US-Patentschriften 3 586 560 und 3 673 027 beschrieben. Diese Patentschriften beschreiben Verfahren, bei denen nach

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (Mönchen) Kto. 670-43-804

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unterschiedlichen Methoden ein pulverisierter thermoplastischer Stoff auf die Fäden aufgebracht wird, die einen kontinuierlichen Strang bilden, wobei die Fäden anschließend erhitzt werden, um das Polymer zu schmelzen. Im allgemeinen werden die imprägnierten Glasseidenstränge zur Festigung und zum Entfernen von überschüssigem Polymer durch Formungskörper wie beispielsweise Düsen gezogen. Die nach diesen Verfahren hergestellten imprägnierten Stränge, die auch als "Litzen" bekannt sind, können für die Verwendung in Spritzgußmaschinen zu Körnchen geschnitten werden. Obwohl durch die Verwendung der Pulverimprägnierung im Vergleich mit den üblicheren Polymer-Schmelzimprägnierungsverfahren Vorteile erreicht werden, findet man normalerweise, daß die mit der Herstellung der endgültigen Litze verbundenen unterschiedlichen Verfahren eine höhere Spannung ergeben, die beim Durchziehen durch die bei diesen Verfahren verwendete Vorrichtung in der Litze erzeugt wird, als bei der Verwendung der Schmelzimprägnierungsverfahren. Unter den Bedingungen, die für den größten Teil des Pulverimprägnierungsverfahrens gelten, bleibt die Spannung in der Litze ziemlich konstant. Die Bedingungen können jedoch gelegentlich ansteigen, weil beispielsweise eine überschüssige Polymermenge von dem Strang aufgenommen worden ist, wenn sich die Spannung in der Litze beim Abziehen auf einen solchen Wert erhöhen kann, daß die Litze bricht.Ein solches Brechen der Litze kann äußerst ungünstig sein und Verzögerungen nach sich ziehen, während die Störung behoben und die gebrochene Litze durch das System der Imprägnierungskammer, der Heizkammer, der Verfestigungsdüse usw. bis zu der Litzenaufwickelvorrichtung wieder durchgefädelt wird. Ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von verstärkten Litzen, das den Litzenbruch verringert, der aus einer Zunahme der Litzenspannung entsteht/ ist jetzt entwickelt worden,

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für die Herstellung einer faserverstärkten thermoplastischen Litze geschaffen, das folgendes umfaßt:

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a) Imprägnieren eines Strangs mit einem pulverisiertem thermoplastischen Polymer;

b) Erwärmen des imprägnierten Strangs in einer Kammer, um das pulverisierte Polymer zu schmelzen;

c) Durchziehen des geschmolzenes Polymer enthaltenden Strangs durch einen Formungskörper, um den Strang zu festigen und überschüssiges Polymer zu entfernen;

d) überwachen der in dem imprägnierten Strang sich entwickelnden Spannung; und

e) Einstellen der vom Strang mitgezogenen Menge an pulverisiertem thermoplastischen Polymer, bevor er in die Schmelzkammer gelangt, in Übereinstimmung mit der Größe der Spannung in dem imprägnierten Strang, so daß eine Erhöhung der Spannung im imprägnierten Strang bis zur Bruchgrenze verhindert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren verringert zum größten Teil die Häufigkeit des Litzenbruchs in den bekannten Verfahren und erlaubt zusätzlich eine im wesentlichen konstante Menge an Polymer, die in der Heizkammer aufrechterhalten wird, so daß eine Litze mit gleichförmiger Beschaffenheit erreicht wird. Ist ein solches System nicht vorhanden, tritt ein Litzenbruch nicht nur häufiger auf, sondern es kann auch notwendig sein, den Strang mit einem Übermaß an pulverisiertem Polymer zu imprägnieren, um eine gleichförmige Beschaffenheit zu erreichen. Dies bedingt das Ansammeln von übermäßigen geschmolzenen Polymer an der Verfestigungdüse, das gegebenenfalls aus dem Ende der Röhre ausfließt. Dies zieht nicht nur einen geringeren Wirkungsgrad des Verfahrens nach sich, sondern es erhöht auch die Möglichkeit, daß das

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Produkt mit abgebautem' Polymer verunreinigt wird, das zu lange auf hohenTemperaturen gehalten wurde.

Unter den meistens Arbeitsbedingungen des Verfahrens kann die Steuerung der Menge des mitgezogenen pulverisierten Polymers durch eine kontinuierliche Überwachung der sich im Strang ergebenden Spannung und durch eine entsprechende Verringerung der Polymerkonzentration durchgeführt werden, wenn die Spannung auf einen vorbestimmten Wert ansteigt, und durch eine Erhöhung der Konzentration, wenn die Spannung auf einen vorbestimmten Wert abfällt. In den Fällen jedoch, wo eine scharfe Zunahme der Spannung vorausgesagt werden kann, wie beispielsweise, wenn ein die Enden aufeinanderfolgender Stücke des Strangvorrats verbindender Knoten durch das System gelangt, ist es ratsam, die Konzentration des mitgeführten pulverisierten Polymers vor dem Ansteigen der Spannung zu verringern, bis beobachtet wird, daß der Knoten durch das System gelangt ist.

Die Menge des in dem Strang mitgerissenen pulverisierten thermoplastischen Polymers kann durch eine Änderung der Zufuhr des für die Imprägnierung verfügbaren Polymers geändert werden, wird jedoch zweckmäßigerweise durch ein Verfahren gesteuert, bei dem die Zufuhr des Pulvers für die Imprägnierung konstant gehalten wird, um eine gleichförmige Konzentration des mitgerissenen Pulvers zu ergeben, die die für das endgültige Produkt benötigte Konzentration übersteigt, wobei diese überschüssige Konzentration durch das Entfernen des überschüssigen Pulvers auf eine geringere ausgewählte Konzentration eingestellt wird. Das Entfernen des überschüssigen Pulvers kann durch jedes herkömmliche Verfahren durchgeführt werden, in dem beispielsweise ein Luftstrom veränderbaren Drucks auf den pulverimprägnierten Strang vor dem Eintreten in die Schmelzkammer gerichtet wird. Durch dieses System wird auf ein-

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fache Weise ermöglicht, daß die Menge des mitgezogenen pulverisierten Polymers oberhalb oder unterhalb der normal gewählten Konzentration, die bei einem gleichmäßigem Lauf anliegt, durch Steuerung des Drucks des Luftstroms verändert wird. Wenn beispielsweise die Spannung in der Litze sinkt, kann der Druck des Luftstroms so verringert werden, daß wenig oder nichts von dem überschüssigen Pulver weggeblasen wird, bis die Spannung auf den vorgestimmten Wert ansteigt. Wenn im umgekehrten Fall die Spannung in der Litze ansteigt, kann der Druck des Luftstroms erhöht werden, so daß die Konzentration des Pulvers unterhalb der gewählten oder vorbestimmten Bedingung verringert wird und die Spannung letztlich auf den vorbestimmten Wert abfällt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einrichtung für die Änderung der Menge des in dem Strang mitgeführten pulverisierten Polymers wirkungsmäßig mit einem Steuersystem verbunden, das gemäß der Spannung betätigt wird, die sich in dem imprägnierten Strang nach dem Durchgang durch die Schmelzkammer ausbildet. Wenn die Einrichtung zum Verändern der Menge des mitgeführten Polymers ein Luftstrom ist, wie es vorstehend beschrieben ist, kann der Druck des Luftstroms synchron mit der Spannung in der Litze kontinuierlich veränderbar sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Druck des Luftstroms als Folge von mindestens zwei Schritten verändert werden kann, die dann ausgelöst werden, wenn die Spannung in dem Strang entsprechende vorbestimmte Werte erreicht, wie sie vom Detektor für die Litzenspannung überwacht werden.

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Die in der Litze ausgebildete Spannung kann, nachdem der Strang imprägniert worden ist, bei jeder Stufe in dem Verfahren gemessen werden, sollte aber vorzugsweise nach dem Vorgang gemessen werden, der am ehesten ein Ansteigen der Spannung in der Litze bewirkt, beispielsweise bei einer Stufe, bei der die imprägnierte Litze einem Zwang unterliegt, wie beispielsweise beim Verfestigen durch eine Verfestigungsdüse. Zweckmäßigerweise wird die Spannung unmittelbar vor der Einrichtung zum Abziehen der Litze gemessen.

Die Spannung in der Litze kann durch jedes der bekannten Verfahren gemessen werden. Zweckmäßigerweise wird sie dadurch gemessen, daß die Litze über eine Fläche wie beispielsweise eine Rolle gelangt, die mit einem Ausleger (Kragbaum)starr verbunden ist. Eine Ablenkung des Kragbaums, die von einer durch die Änderung der Spannung in der Litze bedingten Verschiebung der Fläche herrührt, kann mittels eines auf eine Verschiebung linear ansprechenden Wandlers gemessen werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens für faserverstärkte thermoplastische Polymere ist es vorteilhaft, die imprägnierte Litze mit einer Beschichtung aus einem weiteren thermoplastischen Material zu versehen (wie es in der GB-PS 1 441 743 beschrieben ist). Einer der Vorteile dieses Verfahrens liegt darin, daß ein einfaches Verfahren für die Änderung der Zusammensetzung des imprägnierten Strangs geschaffen wird. Beispielsweise kann eine Auswahl an Zusatzstoffen wie Pigmente bei diesem Schritt eher als bei dem Schritt der ursprünglichen Polymerimprägnierung hinzugefügt werden. Dieses Verfahren verringert zum großen Teil den Grad der Maschinenreinigung, der erforderlich ist, wenn eine Vielzahl von Sorten mit der gleichen Ausrüstung hergestellt werden. Ein noch größerer

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Vorteil wird erreicht, wenn die Litzen schließlich in eine Körnchenform für die Verwendung bei der Herstellung von Spritzgußgegenständen zerkleinert werden. Wie in der GB-PS 1 441 743 beschrieben ist, verringert die Beschichtung thermoplastischen Materials zum großen Teil die Bildung von "Whiskern" in diesen zerkleinerten Körnchen. Mit "Whiskern" sind Stückchen der FaserverStärkung gemeint, die aus den Enden der zerhackten Körnchen herausragen. Das Vorliegen einer beträchtlichen Anzahl von Körnchen, die Whisker enthalten, hat ein Produkt zur Folge, das im Trichter einer Spritzgußmaschine nicht leicht fließt.

Aus diesen Gründen über bevorzugt, eine Beschichtung des imprägnierten Strangs, nachdem er durch die Polymer-Schmelzstufe des Verfahrens und durch eine Befestigungsdüse gelangt ist, vorzusehen. Die Beschichtung wird zweckmäßigerweise in pulverisierter Form auf die heiße Litze aufgebracht, nachdem sie aus der Verfestigungsdüse herausgetreten ist. Auf diese Weise wird die Litze mit einer Pulverbeschichtung versehen. Das verwendete Pulver muß geschmolzen werden, bevor es über die Litzenoberfläche als eine gleichförmige Beschichtung aufgetragen werden kann. Dies wird einfach dadurch erreicht, daß die imprägnierte Litze mit dein anhaftenden Pulver durch eine zweite Heizkammer und eine Düse gelangt, um das geschmolzene Polymer als gleichförmige Beschichtung aufzutragen.

Dieses Beschichtungsverfahren kann einen weiteren Zwang auf die Litze beim Wegziehen ausüben, obwohl das Risiko einer Zunahme der Litzenspannung viel geringer als bei der ersten Imprägnierungs-und Verfestigungsstufe des Verfahrens ist. Jede bei dieser Beschichtungsstufe entstehende Zunahme der Spannung kann durch Einstellen der Menge des im Strang mitgeführten pulverisierten thermoplastischen Stoffs gesteuert werden, bevor der Strang unmittelbar nach der Im-

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prägnierungsstufe in die Heizkammer gelangt. Unabhängig davon _f ob eine Beschichtung der imprägnierten Litze gemäß vorstehender Beschreibung vorgesehen ist oder nicht, wird bevorzugt, den Detektor für die Litzenspannung ummittelbar vor der Abziehvorrichtung anzubringen, so daß jede Zunahme der Litzenspannung behandelt werden kann.

Die Erfindung schließt auch ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens zur Messung der Litzenspannung und zur entsprechenden Einstellung der Menge des mitgeführten Polymers gemäß vorstehender Beschreibung ein.

Erfindungsgemäß wird ein Gerät mit einer Heizröhre geschaffen, die in einer Düse endet; dieses Gerät weist das Merkmal auf, daß eine Vorrichtung für die überwachung der Spannung, die sich in einer polymerimprägnierten Litze entwickelt, die durch das Durchziehen durch die Röhre und die Düse verfestigt worden ist, wirkungsmäßig mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die in Abhängigkeit von der Größe der in dem imprägnierten Strang ausgebildeten Spannung eine Einrichtung zum Verändern der Menge des mitgeführten pulverisierten Polymers betätigt.

Bei ,einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Trennung der Litze an einem passenden Punkt vorgesehen, wenn die Litzenspannung so hoch oder so schnell ansteigt, daß die vorbeugende Wirkung der Steuerung der Zufuhr des pulverisierten Polymers wirkungslos ist. Das Abtrennen der Litze an einer vorbestimmten Stellung im System ist einem willkürlichen Bruch der Litze vorzuziehen, da für die Trennung eine Stelle gewählt werden kann, die beim Wiedereinfädeln der Litze durch das System bis zur Abziehvorrichtung die geringstmögliche Unbequemlichkeit bedingt. Somit ist es einfach, eine abgetrennte Litze in die Abziehvorrichtung einzuführen, wenn der Bruch unmittel-

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bar vor der Abziehvorrichtung auftritt; es ist jedoch zeitraubend, wenn der Bruch in der Schmelzkammer nach der Imprägnierungsstufe eintritt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abtrennen der Litze vorgesehen, die dann betätigt wird, wenn die Spannung in der Litze einen vorbestimmten Wert übersteigt. Vorzugsweise besteht diese Vorrichtung aus einem Paar von stationären, gegenüberstehenden Schneidklingen und aus einer Einrichtung, die die Litze beim Ansteigen der Spannung in der Litze zunehmend gegen die Schneidklingen führt. Die Litze kann zunehmend zwischen die Klingen geführt werden, indem die Litze über eine federbelastete bzw. gefederte Fläche,wie eine federbelastete Rolle, gelangt, die die Litze zunehmend gegen die Schneidklingen bewegt, wenn die von der Spannung in der Litze abgeleitete Belastung der Feder ansteigt. Durch geeignete Wahl der Stelle der federbelasteten Fläche in Bezug auf die Schneidklingen und der Spannung in der Feder können Freilaufbedingungen erreicht werden, in denen die Litze frei an den Schneidklingen vorbeiläuft, außer daß sich eine übermäßige Spannung in der Litze ausbildet. Die Bedingungen sollten so gewählt sein, daß die Vorrichtung nicht in Betrieb ist, bis sich die Steuerung der Litzenspannung durch Verringerung der Menge des mitgeführten pulverisierten Polymers gemäß vorstehender Beschreibung wirkungslos erwiesen hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des

Verfahrens zur Herstellung einer faserverstärkten Litze, wobei ein erfindungsgemäßes Spannungssteuerungssystem verwendet wird;

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Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung zum Abtrennen der Litze;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 2.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird ein kontinuierlicher Glas-Strang von einer Spule 10 in ein Wirbelbett 11 mit pulverisiertem Polypropylen gezogen. Im Wirbelbetti1 wird der Strang unter und über eine Folge von Stangen 12 gezogen. Dieser Vorgang trennt den Strang in eine Anzahl von Faserbündeln und bringt das Polypropylenpulver zwischen die Faserbündel, um zu dem Zeitpunkt, in dem der Strang das Wirbelbett 11 verläßt, einen pulverimprägnierten Strang 13 zu erzeugen. Dieser imprägnierte Strang gelangt in eine beheizte Röhre 14, die durch nicht dargestellte umgebende Heizvorrichtungen auf oberhalb des Schmelzpunkts des Polypropylens erwärmt wird. Das Ende der beheizten Röhre 14 ist mit einer Düse 15 versehen, durch die der das geschmolzene Polypropylen enthaltende Strang gezogen wird, damit er sich zu einer Litze verfestigt und das überschüssige Polypropylen entfernt wird. Die verfestigte Litze gelangt dann durch einen Pulverbeschichtungstrog 1:6, der weiteres fluidisiertes Polypropylen enthält, das an der Litze anhaftet und eine Beschichtung aus pulverisierten Polypropylen bildet. Diese Beschichtung wird geschmolzen und gleichförmig gemacht, indem die Litze druch eine beheizte Röhre 17 gelangt, die mit einer Düse 18 versehen ist. Die Litze wird dann in einem Wasserbad gekühlt, bevor sie durch Abziehwalzen 20 und eine Litzenschneidevorrichtung 21 gelangt, die die Litze in Körnchen zerschneidet. Eine zweite und die nachfolgenden Spulen mit Glassträngen werden verwendet, indem die Enden der Stränge einfach miteinander verknotet werden, so daß der Vorgang nicht unterbrochen wird.

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Das vorstehend beschriebene Verfahren ist in den GB-PS 1 334 702 und 1 441 743 ausführlicher beschrieben und bildet dort den hauptsächlichen Gegenstand.

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Spannung in der Litze, die unter Verwendung eines Geräts durchgeführt wird, das ein allgemein mit 22 bezeichnetes Litzenspannung-Überwachungsgerät aufweist, das zwischen dem kühlenden Wasserbad 19 und Abziehwalzen 20 angeordnet ist, sowie ein,Steuergerät 23, das den Luftdruck an einer Düse 24 in Abhängigkeit von der vom Litzenspannungs-Uberwachungsgerät 22 gemessenen Größe der Litzenspannung pneumatisch steuert. Die Düse 24 befindet sich oberhalb des Wirbelbetts 11, unmittelbar bevor der pulverimprägnierte Strang in die beheizte Röhre 14 eintritt. Das Litzenspannungs-Uberwachungsgerät 22 besitzt drei Rollen 25, 26 und 27, durch die die Litze auf ihrem Weg zu den Abziehwalzen gelangt. Die Rollen 25 und 27 sind auf einer Grundplatte befestigt. Die mittlere Rolle 26, unter der die Litze läuft, ist mit einem Kraj baum bzw. Kragträger 28 starr verbündender sich in Berührung mit einem auf eine Verschiebung linear ansprechenden Wandler 29 befindet. Eine Erhöhung der Spannung in der Litze bewirkt eine Ablenkung des Kragbaums aus einer Stellung, die in Bezug auf die Rollen 25 und 27 nicht abgelenkt ist. Das Ausmaß der Ablenkung wird vom Wandler ermittelt und ist ein Maß für die Spannung in der Litze. Der Wandler übermittelt ein dem Wert der ermittelten Spannung entsprechendes Signal an das Steuergerät 23, das wiederum den an die Düse 24 angelegten Luftdruck gemäß dem vom Wandler übermittelten Signal pneumatisch steuert. Das pneumatische Steuergerät liefert drei unterschiedliche Luftdrucke an die durch die erhaltenen Signale betätigte Düse 24, wenn drei .entsprechende Spannungswerte vom Wandler gemessen werden. Im Betrieb wird eine konstante überschüssige Menge des Polypropylenpulvers von dem Strang im Wirbel-

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bett 11 aufgenommen. Nach einem Betriebszeitraum sammelt sich dieses überschüssige Polymer in der beheizten Röhre und bewirkt ein ansteigen der Spannung in der Litze. Diese Spannung wird unter Verwendung der drei Werte des Luftdrucks, der entsprechend der Größe der Spannung in der Litze betätigt wird, innerhalb einer vorbestimmten oberen und unteren Grenze automatisch gesteuert.

Die Fig. 2 und, 3 zeigen eine Vorrichtung zum Abtrennen der Litze an einer gewählten Stelle, wenn die Steuerung der übermäßigen Litzenspannung nach dem unter Bezugnahme zu Fig. 1 beschriebenen Verfahren aus irgendeinem Grund unwirksam ist. Die dargestellte Vorrichtung ist geeigneterweise zwischen dem Kühlwasserbad 19 und dem Litzenspannungs-Uberwachungsgerät 22 des in Fig. 1 dargestellten Geräts angeordnet. Die Vorrichtung besteht aus einer Rolle 30, über die die Litze auf ihrem Weg vom Wasserbad 19 zum überwachungsgerät 22 gelangt. Die Rolle 30 kann sich frei gegen eine Feder 31 in einem Zylinder 32 bewegen, der mit einem tragenden Grundelement 33 starr verbunden ist. Ortsfeste Stangen 34 und 35 sind zur Führung des Wegs der Litze vor und nach ihrem Weg über die Rolle 30 vorgesehen. Ein Paar ortsfester sich gegenseitig gegenüberstehender Schneidklingen 36 in einer Klammer 37 ist in Laufrichtung der imprägnierten Litze nach der Rolle 30 ihr gegenüberstehend angeordnet. Die Schneidklingen sind so in Bezug auf die Rolle angeordnet, daß bei genügendem Ansteigen der Spannung in der Litze die federbelastete Rolle nach unten gedrückt und die Litze in Schneideberührung mit den Klingen 36 gebracht wird. Die Spannung, bei der die Litze getrennt werden kann, kann durch Verschieben der Stangen 34und 35 relativ zu der Rollo 30 einjustiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren schafft ein Verfahren zur Produktionssteuerung als Alternative zu jenen, die in den

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GB-PS 26983/73 und 47077/73 beschrieben sind, denen die FR-PS 2 232 421 und 2 246 585 entsprechen.Diese Patentschriften beschreiben ein Verfahren zur Steuerung der Menge des Polymerauftrags auf eine Litze durch überwachen der Ausdehnung eines Schmelzpolymerbads im Bereich der beheizten Kammer, wobei vorzugsweise ein Kapazitäts-Verfahren für die überwachung der An- oder Abwesenheit des Bads an einer geeigneten Stelle in der beheizten Kammer verwendet wird.

Bei einem tatsächlich ausgeführten Experiment wurde unter Verwendung des in Bezug zu Fig. 1 beschriebenen Geräts ein Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und einem Verfahren unter Verwendung der Kapazitäts-Steuerung gemäß der Beschreibung in der GB-PS 26983/73 durchgeführt. Bei einer Betriebsdauer von 4 Tagen wurde gefunden, daß die Zahl der Litzenbrüche um den Faktor 4 verringert wurde. Die Menge des Polymers, das durch den Leckverlust von den offenen Enden der Röhre verloren ging, wurde um einen Faktor 20 verringert, der hauptsächlich auf die verringerten Litzenbrüche zurückzuführen ist, während die relative Anzahl der Knoten (verbundene Enden des Strangs), die nicht durch die Düse gelangen konnten, um einen Faktor 3 verringert wurde.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren zur Verringerung von Litzenbrüchen in einem Verfahren, bei dem ein kontinuierlicher Strang mit einem Polymerpulver imprägniert wird, bevor der imprägnierte Strang geschmolzen und verfestigt wird, wobei die Spannung der verfestigten Litze kontinuierlich aufgezeichnet und die Zufuhr von Polymer zum Strang entsprechend eingestellt wird.

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Claims

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Patentansprüche

I 1.!Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten thermoplastischen Litze durch

a) Imprägnieren eines Strangs mit einem Vorrat an pulverisiertem thermoplastischen Polymer,

b) Erwärmen des imprägnierten Strangs in einer Kammer zum Schmelzen des pulverisierten Polymers,

c) Ziehen des geschmolzenes Polymer enthaltenden Strangs durch einen Formkörper zur Verfestigung des Gegenstands und zum Entfernen überschüssigen Polymers,

dadurch gekennzeichnet, daß die sich im imprägnierten Strang entwickelnde Spannung überwacht und die Menge des mit dem Strang mitgeführten pulverisierten thermoplastischen Polymers vor seinem Eintreten in eine Schmelzkammer in Übereinstimmung mit der Größe der Spannung in dem imprägnierten Strang eingestellt wird, so daß verhindert wird, daß die Spannung in dem imprägnierten Strang sich über die Zerreißgrenze erhöht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Größe des mitgeführten pulverisierten thermoplastischen Polymers durch eine Einrichtung bewirkt wird, die mit einem Steuersystem wirkungsmäßig verbunden ist, das in Abhängigkeit von der Größe der in dem imprägnierten Strang vorliegenden Spannung betätigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung dadurch bewirkt wird,

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daß der Strang mit einer Konzentration an pulverisiertem Polymer imprägniert wird, die die für das endgültige Produkt erforderliche Konzentration übersteigt, und daß nachfolgend die Konzentration gemäß der Größe der Spannung in dem imprägnierten Strang verringert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der überschüssigen Konzentration des Pulvers dadurch bewirkt wird, daß ein Luftstrom auf den imprägnierten Strang vor seinem Eintreten in die Schmelzkammer gerichtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Luftstroms entweder synchron mit der sich in der Litze entwickelnden Spannung kontinuierlich veränderbar ist oder in einer Folge von mindestens zwei Schritten betätigt wird, die dann aufgelöst werden, wenn die Spannung in dem Strang entsprechende vorbestimmte Werte erreicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte Strang an einer vorbestimmten Stelle abgetrennt wird, wenn die Einstellung der Menge des mit dem Strang mitgeführten pulverisierten thermoplastischen Polymers unwirksam ist, die Spannung in dem imprägnierten Strang auf unter einen bestimmten Wert zu verringern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte imprägnierte Strang in eine Körnchenform zerkleinert wird.
8. Gerät zur Erzeugung eines faserverstärkten thermoplastischen Erzeugnisses nach dem Verfahren nach Anspruch 1 mit einer beheizten Röhre, die in einer Düse

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endet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) zum Überwachen der Spannung, die in einem polymerimprägnierten Strang (13) vorliegt, der durch das Durchziehen durch die Röhre (14) und die Düse (15) verfestigt worden ist, wirkungsmäßig mit einem Steuergerät (23) verbunden ist, die die Einrichtung (24) zur Änderung der Menge des mitgeführten pulverisierten Polymers in Abhängigkeit von der Größe der Spannung, die in dem imprägnierten Strang vorliegt, betätigt.
9. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) für die Überwachung der Spannung einen Kragbaum (28) aufweist, der in Berührung mit einem auf eine Verschiebung linear ansprechenden Wandler (29) steht, wobei Änderungen in der Spannung des imprägnierten Strangs durch eine Verschiebung des Kragbaums aus einer Null-Stellung ermittelt werden, und daß der Wandler ein Signal abgibt, daß der Größe der Spannung in dem Strang proportional ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatisch gesteuerten Luftströme, die die Menge des mitgeführten Polymerpulvers verändern können, auf das vom Wandler abgegebene Signal ansprechen.
11. Gerät zum Abtrennen des imprägnierten Strangs nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Paar von stationären gegenüberstehenden Schneidklingen (36) und durch eine Einrichtung (30, 31, 32) die den imprägnierten Strang zunehmend gegen die Schneidklingen führt, wenn die Spannung ansteigt.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine federbelastete Fläche (30, 31, 32) den imprägnierten Strang zunehmend gegen die Schneidklingen (36) führt,

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und daß die Spannung in der Feder und die Stelle der federbelasteten Fläche relativ zu den Klingen so ausgewählt sind, daß der imprägnierte Strang an den Schneidklingen abgetrennt wird, wenn sich ein übermäßiger vorbestimmter Druck in dem Strang ausbildet.

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