FI102467B - Komposiittilanka, sen valmistusmenetelmä sekä siitä saadut komposiitti tuotteet - Google Patents

Description

102467

Komposiittilanka, sen valmistusmenetelmä sekä siitä saadut komposiittituot-teet - Komposittrad, förfarande for dess framställning samt kompositprodukter erhällna därav 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää, jolla valmistetaan komposiittilankaa, joka muodostuu suuresta joukosta kuituja, jotka on yhdistetty orgaanisella termoplastisella aineella, jossa menetelmässä mainittua lankaa vedetään mekaanisesti pitkin kes-kuskanavan akselia laitteessa, joka on sijoitettu kulmapääksi pursottimen kärkeen, ja lanka saatetaan kosketukseen sulassa tilassa olevan orgaanisen aineen kanssa pai-10 neessa mainitussa kanavassa.

Lisäksi keksintö koskee mainitulla menetelmällä valmistettua komposiittilankaa sekä langasta saatuja komposiittituotteita.

Komposiittituotteiden valmistus, jossa yhdistetään tukilankoja ja orgaanista termoplastista ainetta, suoritetaan mieluimmin käyttämällä komposiittilankoja, joissa vah-15 vike ja orgaaninen aine on jo yhdistetty. Näin on nimenomaan laita pyörivän karan . . päälle käämitettyjen tuotteiden tai esimerkiksi kutomalla saatujen taipuisien kom- ·* posiittituotteiden tapauksessa.

Nykyään on olemassa jo useita keinoja vahvikelankojen ja orgaanisen termoplasti- « « .:. sen aineen yhdistämistä varten. Nämä keinot voidaan jakaa kahteen suureen katego- : ·. ·. 20 riaan: niihin, joissa yritetään päällystää jokainen langan rakenteeseen kuuluva kuitu, ]:·. esimerkiksi upottamalla orgaanisen aineen sulatekylpyyn, ja niihin, joissa yritetään « · · päällystää lukuisten kuitujen muodostama lanka.

: : : Aikaisemmista julkaisuista, jotka selostavat näitä viimeisimpiä keinoja, mamitta- :T: koon esimerkiksi patentti EP-B-133 825. Tämä julkaisu tekee selkoa komposiittiai- ./ 25 neesta, joka muodostuu termoplastisen hartsin hienojakoisella jauheella suojattujen *... vahvikekuitujen punoksesta ja mainittu punos on päällystetty termoplastisella aineel- **:*’ la, jonka sulamispiste on yhtä korkea tai alempi kuin suojausjauheen. Tälle punok- *:*·: selle, jonka sisällä olevat jauhejyväset voivat vapaasti liikkua kuitujen välissä, on ominaista sen joustavuus. Tämän ominaisuutensa ansiosta tällainen punos soveltuu 30 käytettäväksi punomis- tai kutomistöihin. Tätä punosta ei kuitenkaan voida katkaista, sillä se menettäisi heti suuren osan sisältämästään termoplastisesta jauheesta.

Tällaisen punoksen valmistusmenetelmä käsittää sen, että vedetään jatkuvaa punosta käämiltä, annetaan sille elektrostaattinen varaus niin, että sen muodostavat kuidut 2 102467 eroavat, annetaan sen kulkea hartsijauheen leijualustan läpi, muodostetaan uudelleen punos yhdistämällä jauheen päällystämät kuidut ja päällystetään se sitten orgaanisen termoplastisen aineen kerroksella. Tämä päällystäminen voi tapahtua erilaisin tavoin, nimenomaan pursottamalla. Tässä suoritusmuodossa jauhetta sisältävä punos 5 kuljetetaan suulakkeeseen, joka on asennettu kulmapääksi, joka on sähkö- tai puhe-linlankojen päällystyspäiden tyyppiä. Käytetyn menetelmän periaate rajoittaa punoksen etenemisnopeutta, joka mainitun esimerkin mukaan on noin 1-2 metriä sekunnissa.

Patenttihakemuksessa EP-A-33 244 selostetaan toista komposiittiainetta ja valmis-10 tusmenetelmää. Tässä julkaisussa selostetaan nimenomaan komposiittipunosta, joka muodostetaan yhdistämällä jatkuvia vahvikelankoja ja jatkuvia orgaanisen termoplastisen aineen lankoja, ja mainittu punos päällystetään sitten orgaanisella termoplastisella aineella. Tämä punos saadaan menetelmän avulla, jonka mukaan vedetään vahvikelankoja ja orgaanista ainetta olevia lankoja erillisistä käämityksistä ja yhdis-15 tetään ne yhdeksi ainoaksi punokseksi kuumennuslaitteen sisään tullessa, jonka tehtävänä on pehmentää orgaanisen aineen muodostamat langat riittävästi, niin että kaikki langat kiinnittyvät toisiinsa. Näin lujitettu punos kuljetetaan toiseen laittee-. . seen, joka on ennestään tunnettu, joka päällystää sen orgaanisen termoplastisen ai- : · ’ neen kerroksella.

:' · *: 20 Vaikka yhtään esimerkkiä ei olekaan annettu, on hyvin todennäköistä, että käytetyn ; · menetelmän avulla ei ole mahdollista päästä korkeisiin etenemisnopeuksiin. Orgaa- I ·. ·. nisten lankojen yksinkertaisella kuumentamisella, jonka tarkoituksena on antaa pu- nokselle kiinnevoimaa, ei epäilemättä ole mahdollista ylittää etenemisnopeuksia noin yksi metri sekunnissa. Lisäksi lankojen liimaaminen toinen toisiinsa antaa pu- . . 25 nokselle tiettyä jäykkyyttä.

• · · • · · • · :T: Patenttihakemus EP-A-393 536 selostaa lukuisista kuiduista muodostettua ja ter- moplastisella hartsilla päällystettyä lankaa; osa näistä kuiduista on erillään toisistaan • ·« \.. ja hartsin ympäröimiä, muut pysyvät yhteen liitettyinä kimpun muotoon.

• · • · · m Tätä tuotetta saadaan antamalla langan kulkea suulakkeeseen, joka on asennettu , ·, : 30 kulmapääksi pursottimen kärkeen, jossa se pannaan kontaktiin termoplastisen hart sin kanssa paineessa. Hartsin injektoiminen kohtisuoraan langan kulkusuuntaan nähden aukosta, joka liittää suulakkeen keskuskammion seinämän pursottimeen, aiheuttaa langan fraktioitumisen ja joidenkin kuitujen eroamisen toinen toisistaan. Paine, joka kohdistetaan mieluimmin vain langan toiselta puolelta, voi aiheuttaa samaten 3 5 vahvikkeen epätasaista jakautumista sulassa hartsissa.

3 102467 Käytetyssä menetelmässä on pakko ennen langan impregnointia käsitellä sitä termisesti, jotta eliminoitaisiin kuitujen pinnalle saostuneet aineet, jotka voisivat hajota alhaisessa lämpötilassa. Vaikka mitään arvoja ei olekaan annettu, on todennäköistä, ettei tämän menetelmän avulla ole mahdollista ylittää etenemisnopeuksia, jotka ovat 5 suuruusluokkaa noin metri sekunnissa.

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa orgaanisella termoplastisella aineella päällystettyä lankaa ja jonka avulla on mahdollista vapautua aikaisemman tekniikan mukaisista etenemisnopeuden rajoituksista päällystysvaiheen aikana.

10 Esillä olevan keksinnön kohteena on erikoisesti menetelmä, jonka avulla voidaan saada kokonainen lajitelma tuotteita alkaen komposiittilangasta, joka on yksinkertaisesti päällystetty orgaanisen termoplastisen aineen ohuella pintakerroksella, kom-posiittilankaan, joka on impregnoitu ainakin osittain orgaanisella termoplastisella aineella.

15 Keksinnön mukaiselle menetelmälle komposiittilangan valmistamiseksi, joka on edellä olevan johdantokappaleen mukainen, on tunnusomaista se, että orgaanista ai-. v. netta injektoidaan kanavaan langan suuntaan ja sen kanssa samankeskisesti ja että : ·. lankaan kohdistetaan heti, kun se tulee kontaktiin aineen kanssa, maksimaalinen sä- teittäinen vakiopaine ainakin osalla sen kulkutiestä mainitussa kanavassa, jolloin ' ; 20 mainittu paine kanavassa pysyy pienempänä kuin 50 bar.

• « · I

:'' ‘ Suunnitellun käytön mukaan voivat komposiittilangan kuidut olla lasi- tai hiilikuitu- :' ' ja, aramidikuituja, jotka tunnetaan esimerkiksi tavaramerkillä KEVLAR.

Lähtöaineena käytetty lanka voi olla myös erilaisia lankoja yhdistämällä muodostet- • · t *·[·* tua sekalankaa, joita vedetään erillisistä käämityksistä juuri ennen langan syöttämis- : 25 tä suulakkeeseen, tai yhdestä ainoasta käämityksestä vedettyä, aikaisemmin valmis- ·*·.. tettua sekalankaa.

• · · • · ’···* Keksinnön mukaiseen käyttöön soveltuvaa sekalankaa voidaan saada myös yhdistä- *:**: mällä esimerkiksi käämityksestä vedettyä orgaanista lankaa ja juuri vedettäviä lasi- kuituja tai päin vastoin käämistä vedettyä lasilankaa ja juuri vedettäviä orgaanisia 30 kuituja.

Keksinnön toteuttaminen suoran menetelmän avulla on vielä edullisempi. On nimittäin mahdollista suorittaa langan päällystäminen sen valmistusmenetelmän yhteydessä. Siten esimerkiksi suuri joukko jatkuvia kuituja, jotka on muodostettu vetämäl- 4 102467 lä mekaanisesti suulakkeesta saatuja sulia lasikuituja, yhdistetään langaksi, joka päällystetään suoraan aineella kuitujen vetämisnopeudella, joista se muodostuu. Lisäksi on mahdollista päällystää suoraan sekalanka, joka on saatu patenttihakemuksessa EP-A-367 661 selostetun menetelmän mukaan. Erään tässä julkaisussa seloste-5 tun suoritustavan mukaan sekalanka muodostetaan yhdistämällä lasikuituja, jotka ovat peräisin sulalla lasilla syötetystä suulakkeesta, ja orgaanisia kuituja, jotka ovat peräisin orgaanisella termoplastisella aineella syötetystä pursotuspäästä.

Keksinnön toteuttaminen suorana menetelmänä on kahdessa suhteessa edullinen sikäli, että vältetään langan valmistaminen ja käämien varastoiminen ennen päällys-10 tämisvaihetta, ja sikäli, että aikayksikköä kohti tuotetun päällystetyn langan pituus voi olla yli kymmenen kertaa suurempi kuin tunnetuilla menetelmillä saavutettu.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan nimittäin vähentää huomattavasti orgaanisen aineen, joka joutuu kontaktiin suurella nopeudella vedetyn langan kanssa, leikkautumista ja välttää se, että lanka joutuisi liian voimakkaisiin jännitteisiin, 15 jotka voivat aiheuttaa joidenkin sen muodostavien kuitujen murtumisen. Leikkaus-voimat heikkenevät, kun orgaaninen aine injektoidaan keskuskanavaan siten, että injektoitu ainevirta suunnataan laitteen ulospääsyaukkoa kohti. Heti kun orgaaninen .: aine on injektoitu keskuskanavaan, se etenee tällä tavoin suuntaan, joka on lähes : . sama kuin se, mitä lanka seuraa edetessään. Orgaanisen aineen ja langan välinen no- : ·': 20 peusero vähenee täten huomattavasti. Tämä ero vähenee mieluimmin heti, kun lanka • · .;. tulee kontaktiin orgaanisen aineen kanssa. Siitä syystä aineen injektointi suoritetaan : . \ mieluimmin heti laitteen keskuskanavan sisääntuloaukolla.

• 4 • 4 V ; Aineen injektio voidaan suorittaa siten, että aineen virta liikkuu kanavan ulostulo- aukkoa kohti nopeudella, joka on keskimäärin ainakin 0,5 kertaa langan etenemisno-: V: 25 peus. Tämä voidaan saada aikaan injektoimalla aine keksinnön mukaisesti suhteelli- :T: sen heikolla paineella, alle 50 bar, ja mieluummin alle 30 bar.

·· : '·· Silloin, kun langan kulkunopeus lisääntyy, voidaan siten ylläpitää riittävän alhainen • · « nopeusero, joka takaa mainitun langan tasaisen päällystämisen, nostamalla hieman injektoidun aineen painetta.

« · : · 1: 30 Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan siten antaa langan kulkea laitteessa nopeuksilla, jotka ovat yli viisi metriä sekunnissa ilman, että aiheutettaisiin haittaa mainitun langan päällystyksen tasaisuudelle ja sen impegroinnin laadulle.

Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta sulassa tilassa oleva orgaaninen aine kohdistaa langan pintaan heti, kun se on saanut kontaktin tämän jälkimmäisen kans 5 102467 sa, tasaisen säteittäisen paineen. Langalla, joka joutuu tasapainotettuun painekent-tään kulkiessaan laitteen sisällä, ei ole taipumusta katkeilla.

Tämän lisäksi aineen kohdistaman paineen on oltava maksimaalisessa arvossaan heti, kun se on saanut kontaktin langan kanssa. Kun lanka tulee käytännöllisesti katso-5 en kylmänä laitteeseen, aineen viskositeetti nousee sen kontaktissa. Jos lankaan kohdistetaan aluksi suhteellisen heikko paine, muodostuu sen pinnalle viskoosin aineen kerros, mikä estää sen impregnoimista, vaikka siihen myöhemmin kohdistetaan korkeampaa painetta.

Lisäksi keskuskanavan avulla, jonka suora leikkaus on vakio ainakin osalla sen pi-10 tuutta, voidaan ylläpitää lankaan maksimaalinen säteittäinen vakiopaine ainakin osassa sen tässä kanavassa kulkemasta reitistä. Tämä on eduksi saadun langan im-pregnoinnin laadulle.

Kun säädellään orgaanisen aineen painetta ja/tai viskositeettiä, samoin kuin langan kulkunopeutta laitteessa, on mahdollista tietyllä orgaanisella aineella kontrolloida 15 aineen langan sisään tunkeutumisalueen paksuutta. Tällä tavoin saadaan lankaa, jonka keskusosa muodostuu kuitujen kimpusta, jotka eivät ole impregnoituneet orgaanisella aineella, ja jota ympäröi sen periferialla aineella impregnoitu alue ja lanka on kokonaisuudessaan päällystetty kerroksella, jonka paksuutta säädetään laitteesta poistuessa kalibrointiaukolla.

20 Langan impregnoitumisalueen paksuus on riippuvainen myös kemiallisen yhteensoveltuvuuden asteesta, joka voi olla sulan orgaanisen aineen ja langan muodostavien kuitujen välillä. Jos tämä yhteensoveltuvuus on hyvä, kuidut kostuvat hyvin orgaanisella aineella, joka voi tunkeutua langan ytimeen. Päinvastaisessa tapauksessa, kun kuidut ja orgaaninen aine ovat kemiallisesti vain vähän yhteensoveltuvia, lanka 25 poistuu suukappaleesta vain yksinkertaisella kerroksella pinnaltaan päällystettynä.

• » ·

Laitteen ulostuloaukolla on tämä vielä kuuma ainekerros kiinni tarttuva. Jos langan * .**·. kulkunopeus on suuri, on välttämätöntä jäähdyttää ainakin tämän kerroksen pinta- ··· alue ennen kuin lanka joutuu kontaktiin minkä tahansa laitteen kanssa.

• · Tämän jäähdytyksen on oltava sitä tehokkaampi mitä suurempi on langan nopeus.

30 Jäähdyttäminen saadaan aikaan panemalla lanka kulkemaan alueen läpi, jossa siihen kohdistetaan kaasu- tai nestevirran vaikutus. Kaikkein nopein jäähdytys saadaan suihkuttamalla vesipisaroita langan kulkutielle.

6 102467

Keksinnön erään suoritustavan mukaan pannaan lanka jatkuvaan kiertoliikkeeseen sen edetessä ja aikaansaadaan siten sen kielteisyys.

Tämä kiertoliike voidaan saada aikaan laitteiden avulla, jotka ovat patenttihakemuksessa EP-A-2'7.; 812 selostettua tyyppiä; esimerkiksi kaksi päättymätöntä voiman-5 siirtohihnaa tai suurin, joka ohjaa ilmasuihkun voimakkaalla sivuajan suuntaisella paineella lankaan.

Tämä laite sijoitetaan jäähdytysalueen alavirran puolelle. Kun lanka on jäähdytetty vesisuihkulla, voidaan ilmasuihkulaitteen avulla poistaa langan pinnalle jäänyt vesi sen kuljettua jäähdytysalueen läpi.

10 Lanka pannaan kiertoliikkeeseen siten, että kielteisyys syntyy laitteen sisääntulon ylävirran puolella. Siten yksinkertaisen kielteisyyden omaava lanka päällystetään orgaanisella aineella, minkä avulla voidaan jäähdyttyä kiinnittää mainittu kielteisyys.

Keksinnön mukaiselle komposiittilangalle, joka on valmistettu edellä kuvatulla me-15 netelmällä, on tunnusomaista se, että se käsittää ytimen, joka sisältää vahvikkeena . . toimivan aineen kuituja ja että ydin on päällystetty orgaanisen termoplastisen aineen ;, kerroksella ja tinakin osittain impregnoitu mainitulla aineella.

Keksinnön mukaan saaduilla langoilla voi olla ydin, joka muodostuu kimpusta kuituja, joista ainakin osa voi liikkua toinen toistensa suhteen, orgaanisen aineen ympä- • iti 20 röimänä. Näiden lankojen taipuisuus, jonka niille antaa niiden ytimen kuitujen liikkuvuus, ja niiden suojana oleva orgaanisen aineen muodostama päällystys, tekevät niistä laadultaan erinomaista ainetta komposiittituotteiden valmistukseen, jossa lan- , . kaa käämitään tuen päälle tai muovataan lämmön avulla, tai kudosten tai neuleiden • · · loimien valmistukseen orgaanisten tai epäorgaanisten aineiden vahvikkeeksi.

• · « « · · y] 25 Keksinnön mukaan saatuja lankoja voidaan leikata ja niitä käytetään edullisesti tässä • ·· muodossa komposiittituotteiden valmistusmenetelmässä pursottamalla. Termoplasti-**:** sen aineen muodostama päällystys suojaa ytimen kuituja sekoittamisen aikana, jo- *5**5 hon ne joutuvat pursottimessa.

• «

• · I

• · ·

Keksinnön muk isset komposiittituotteet käsittävät tuotteet, jotka on saatu käämimäl-30 lä tuen päälle edellä kuvattua komposiittilankaa, sekä profiloidut tuotteet, jotka on saatu muotopuristamalla joukosta lankoja, joista ainakin osa on edellä kuvattuja komposiittilankoja. Edelleen keksinnön tuotteet käsittävät loimikudoksen tai -neuleen, jonka kude ja/tai loimi on muodostettu edellä kuvatusta komposiittilangasta.

7 102467

Keksintöä valaistaan seuraavassa yksityiskohtaisella esimerkillä viittaamalla piirustukseen, jossa kuvio 1 on kaavamainen sivukuva keksinnön mukaisesta komposiittilangan valmistusprosessista ja 5 kuvio 2 esittää kaavamaisesti pitkittäisleikkausta kuvion 1 prosessissa käytettävästä laitteesta.

Kuvion 1 mukaan sekalankaa 10, joka muodostuu jatkuvien vahvikekuitujen ja orgaanisen termoplastisen aineen kokonaisuudesta, ohjataan elimen 11 avulla. Tämän elimen tehtävänä on tuoda lanka 10 laitteen 12 akselille, joka on asennettu kulma-10 pääksi ja kohtisuoraan pursottimen 13 kärkeen. Tämä pursotin, joka on liitetty yhteen tuen 14 kanssa, on varustettu nostolaitteella, jota pidetään kiertoliikkeessä moottorin 15 avulla. Pursotinta 13 syötetään orgaanisella termoplastisella aineella, joka on jyvästen muodossa, suppilon 16 välityksellä. Tämän pursottimen avulla voidaan injektoida orgaaninen aine sulassa tilassa laitteeseen 12 voimakkaalla paineel-15 la, joka voi nousta 50 bar:iin.

Langan jäähdytyslaite 17 voidaan sijoittaa laitteen 12 alavirran puolelle. Esitetty laite muodostuu sylinteristä 18, jonka akseli on yhteneväinen laitteen 12 vastaavan kanssa ja joka on varustettu sarjalla suuttimia, joista voidaan suihkuttaa vettä maini-. . tun sylinterin sisään.

• I I

« I

I « i' ·., 20 Laitteen 17 alavirran puolelle ja tämän akselille voidaan sijoittaa langan 10 kiertolai- ' ·': te, jota esittää symbolisesti kohta 19. Tämä laite voi olla artikkelissa "Tekstiiliteolli- . suus - N:o 1166 - 5/86 - 485-492" esitettyä tyyppiä ja toimii ilmasuihkun antaman ···· kiertoperiaatteen avulla.

• · • · · v : Jos langan 10 etenemisnopeus on heikko, laite 19 voidaan sijoittaa suoraan laitteen 25 12 alavirran puolelle.

• · • · * • · ·

Laitetta 19 säädetään siten, että langan 10 kielteisyys nousee laitteen 12 ylävirran • · · puolelle.

• · • · • · · . · * *. Lanka 10, joka on päällystetty orgaanisen aineen kerroksella, joka kiinnittyy ainakin • . pintaan, kulkee ohjauselimen 20 päälle ennen kuin se käämitään karan 21 päälle, | | 30 jota pidetään kiertoliikkeessä moottorin avulla, joka on kiinnitetty alustaan, jota ei : · ’1: esitetä kuvassa. Lanka 10 kelataan käämityksen 22 muotoon jakoelimen 23 avulla.

8 102467

Kiertävän karan avulla tapahtuvan vetämisen asemesta lankaa 10 voidaan vetää ve-topyörän avulla ja jakaa kuljettimen päälle esimerkiksi patenteissa US-A-3 467 739 ja US-A-3 676 095 selostettujen menetelmien ja laitteiden avulla.

Lankaa 10 voidaan vetää samaten leikkauskoneen avulla esimerkiksi patentin US-A-5 4 406 196 suunnitelman mukaan. Tässä jälkimmäisessä tapauksessa lanka on saanut mieluimmin kiinteän kierteen orgaanisen aineen jäähdyttämisen aikana, minkä rakenteen ansiosta se välttyy murskautumasta leikkauskoneen pyörien välissä kuten tavallinen lanka.

Langan 10 impregnoimis- ja päällystämistäpä sulassa tilassa olevan orgaanisen ter-10 moplastisen aineen kanssa on esitetty havainnollisesti kuviossa 2. Laitteen 12 pitkit-täisleikkauskuvasta nähdään, että siinä on ontto lävistin 24, keskuskanava 25 ja alue 26, jossa langan kulkutien suora leikkaus on supistunut.

Laite 12 on liitetty pursottimeen syöttökanavan 27 välityksellä. Tämä kanava aukenee laitteen 12 sisäpuolella kammioon 28, joka ympäröi lävistintä 24. Tämä kammio 15 päättyy rengasmaisen aukon 29 muodossa keskuskanavan 25 korkeimmalla kohdalla.

Lävistimen 24 tehtävänä on pääasiallisesti ohjata lankaa 10 ja keskittää se täydellisesti. Kammio 28 noudattaa lävistimen 24 ulkoista muotoa, erikoisesti sen sisäalue 30, muodoltaan haarautuva, joka suppenee lankaa 10 kohti sen tullessa keskuskana- • · ‘ 20 van sisään.

Tämän erikoisen sisärakenteen ansiosta, silloin kun lanka tulee kontaktiin orgaani-sen aineen kanssa, tämä jälkimmäinen kohdistaa heti tämän kontaktin saannin ta-pahduttua tasaisen paineen mainitun langan koko periferiaan. Tästä syystä kaikki • · kuidut, jotka muodostavat langan, joutuvat samaan paineeseen ja säilyttävät kiinne-’·* ' 25 voimansa.

:Y: Alueen 26 ansiosta, joka muodostuu vakioleikkauksen omaavan kulkutien 32 haa- rautuvasta alueesta 31, voidaan ylläpitää orgaaninen aine paineen alaisena keskus-kanavassa. Kulkutien 32 avulla voidaan kalibroida aineella päällystetyn langan läpimitta. Laitteesta 12 poistuttuaan saatu lanka käsittää ytimen 33, joka muodostuu • · 30 langan 10 kuitukimpusta ja jonka periferia on päällystetty tasaisella orgaanisen ai- •: · : neen kerroksella 34.

9 102467

Esimerkki 1

Sekalankaa, joka muodostuu 800 kuidusta E-lasia, keskimääräinen läpimitta 14 pm, ja 750 kuidusta polypropeenihomopolymeeriä (valumisindeksi 20 dg/min, mitattuna normin ISO 1133 mukaan), keskimääräinen läpimitta 25 pm, jotka on hyvin sekoi-5 tettu, päällystetään seuraavissa olosuhteissa: * Yksiruuvinen pursotin: . ruuvin läpimitta : 25 mm-L/D=30 . maksimivirtaama : 10 kg/h * kulmapääksi pursottimen kärkeen sijoitettu laite vastaa kuviossa 2 esitettyä: 10 . lävistimen (24) kulkutien läpimitta : 0,95 mm . keskuskanavan (25) läpimitta : 2,00 mm . kalibrointiaukon (32) läpimitta : 1,10 mm * laitetta syötetään sulassa tilassa olevalla aineella, joka muodostuu seuraavasta seoksesta; 15 . 35 % hydrattua hiilivetyhartsia:

- pehmenemispiste kuula/rengas : 97-103 °C

- Brookfield-viskositeetti : 150 mPa 180 °C:ssa . 65 % polypropeenivahaa:

- pehmenemispiste kuula/rengas : 163 °C

20 - Brookfield-viskositeetti : 600 mPa 190 °C:ssa

: . laitteen lämpötila : 230 °C

; ‘ · · . paine laitteen sisällä : 10-15 bar i' ·': . langan nopeus : 10 m.s*1 •: * Lanka kulkee sylinterin akselia pitkin matkan, joka on noin metrin pituinen ja va- • · · · : ·. ·; 25 rustettu sarjalla suuttimia, joista suihkutetaan vettä sen kulkutielle.

* Vesifaasissa oleva liistaus levitetään lasikuitujen päälle; tämä liistaus sisältää pää- • · « asiassa amiinisilaania ja maleiinianhydridin kanssa muunnellun polypropeenin . . tyyppistä kytkentäainetta.

• · · * Saatu lanka päällystetään yksinkertaisesti; sen pinnalle saostetun aineen määrä il- ’·] * 30 maistuna painoprosenteissa langan alkuperäisestä tiitteristä on 20 %.

• · • ·

Esimerkki 2 • 4

Sekalankaa, joka muodostuu 800 kuidusta E-lasia, keskimääräinen läpimitta 14 pm : ja 800 kuidusta polypropeenihomopolymeeriä (valumisindeksi 35 dg/min), keski- • · · määräinen läpimitta 26 pm, päällystetään seuraavissa olosuhteissa: ίο 102467 * pursotin on identtinen edellä olevassa esimerkissä käytetyn kanssa. Laitteella, joka on sijoitettu samalla tavoin kulmapääksi kuin edellä, on seuravat tyypilliset ominaisuudet: . lävistimen (24) käytävän läpimitta : 1,4 mm 5 . keskuskanavan (25) läpimitta : 2,0 mm . kalibrointiaukon (32) läpimitta : 1,2 mm * laitetta syötetään polypropeenihomopolymeerillä (valumisindeksi 35 dg/min) seu-raavissa olosuhteissa:

. laitteen lämpötila : 260 °C

10 . laitteen sisäinen paine : 6 bar . langan nopeus : 17 m.s'1 * lasikuitujen päälle levitetty liistaus on identtinen edellä olevan esimerkin kanssa ja sekalanka, sen jälkeen kun se on päällystetty, jäähdytetään samoissa olosuhteissa.

Esimerkki 3 15 Käytetty sekalanka ja päällystämisolosuhteet ovat samat kuin esimerkissä 1, paitsi seuraavat eroavaisuudet: * orgaaniset kuidut on saatu kehräämällä polypropeenihomopolymeerin (valumisindeksi - 20 dg/min) ja kemiallisesti maleiinianhydridiä oksastamalla muunnellun polypropeenin seosta. Tällä jälkimmäisellä aineosalla on vaikutuksena orgaanisten 20 kuitujen polaarisuuden lisääminen.

: * Lasikuiduille levitetään liistaus ei-vesipitoista faasia. Tämä liistaus käsittää pää- : ’ ·.. asiallisesti epoksi-sykloalifaattista hartsia, vinyylieetteriä ja amiinisilaania.

* suulakkeeseen syötetty seos käsittää samat aineosat, suhteessa 30 % hartsia, 50 % vahaa, joihin lisätään 20 % polypropeenia, joka on muunneltu kemiallisesti oksas- ·***·. 25 tamalla maleiinianhydridiä.

• · * Polypropeenilla on seuraavat tyypilliset ominaisuudet:

* . pehmentymispiste kuula/rengas : 157 °C

. Brookfield-viskositeetti : 275 mPa 190 °C:ssa.

• · t * Langan päällystämisolosuhteet ovat samat kuin edellä.

v : 30 * Saatu lanka käsittää ytimen, joka muodostuu kuitujen kimpusta, jonka ulkopuoli- ·*·, nen alue on impregnoitu orgaanisella aineella ja niiden muodostama kokonaisuus on mainitun aineen kerroksen peittämä.

* Sekalangan päälle saostetun orgaanisen aineen määrä ilmaistuna painoprosenteissa langan tiitterin suhteen on 20 %.

i i < • « 35 Keksinnön mukaisilla komposiittilangoilla on mahdollista valmistaa suoraan erilaisia komposiittituotteita, kuten esitetään havainnollisesti seuraavissa esimerkeissä.

11 102467

Esimerkki 4

Esimerkki 3:n komposiittilankaa käytetään kudoksen valmistamiseen seuraavissa olosuhteissa: valmistetaan loimi, jossa on 2,6 lankaa per senttimetri tarttujakutoma-koneessa, joka on 1,27 m leveä. Valmistetaan vahvistekangaskudosta, jossa kude-5 tiheys on 2,2 lankaa per senttimetri kiinnittämisnopeudella 100 lyöntiä minuutissa.

* Saadulla kudoksella (390 g/m2) on hyvä kestävyys ja se on riittävän deformoituvaa soveltuakseen lämpömuovausmuottiin, jota käytetään komposiittikappaleiden valmistuksessa.

Esimerkki 5 10 Esimerkki 3:n komposiittilankaa käytetään loimitiheydellä 2,35 lankaa per senttimetri neulekoneessa, jossa kude neulotaan loimeen. Kytkentälanka on polypropeeni-lankaa 55 TEX.

* Tällä samalla polypropeenilangalla kudotaan kudelankoina, jotta saadaan sileä ku-dosrakenne 205 g/m2. Tätä kudosrakennetta voidaan käyttää yksisuuntaisen vahvik- 15 keen saamiseksi lämpömuovattuun kappaleeseen.

Esimerkki 6 55 rullaa komposiittilankaa, joka on identtistä esimerkki 3:n langan kanssa, asete- ·' · taan käämitelineiden päälle termoplastisen lämpömuovauslinjan ylävirran puolelle.

: " Tässä linjassa on esikuumennustunneli säteilytyksen avulla, muodoltaan suppeneva « « · i 1 20 suukappale, suorakulmainen leikkaus, ja sitä pidetään 240 °C:ssa, muokkain, jonka lämpötilaa myös säädellään ja nauhojen vetolaite. Valmistetaan jatkuvana tasaiseksi muotopuristettua tuotetta, 15 mm x 3 mm, joka sisältää 42 paino-% vahviketta. Tätä muotopuristettua tuotetta voidaan käyttää joko puolivalmisteena kompleksisten komposiittituotteiden valmistukseen, tai löytää käyttömahdollisuuksia teoksista Ge-25 nie Civil (esimerkiksi esijännitettyjä kiinnitystankoja tai ohjauskaapeleita).

• · · • · v : Esimerkki 7 ♦ · ♦ · * _ * 4 komposiittilangan levy, jotka ovat identtisiä esimerkissä 3 selostetuille, käämitään 1 · · ·1 planeettaliikkeen mukaisesti irrotettavan karan päälle. Valmistetaan jatkuvana säiliö •: · ·; polypropeenista, jota on vahvistettu 42 paino-%:lla lasia. Polypropeenin kemiallisen :· 30 inertian ansiosta tätä säiliötä voidaan käyttää kemiallisten tuotteiden varastointiin ja kuljetukseen.

Claims (17)

102467

1. Menetelmä, jolla valmistetaan komposiittilankaa, joka muodostuu suuresta joukosta kuituja, jotka on yhdistetty orgaanisella termoplastisella aineella, jossa menetelmässä mainittua lankaa vedetään mekaanisesti pitkin keskuskanavan akselia 5 laitteessa, joka on sijoitettu kulmapääksi pursottimen kärkeen, ja lanka saatetaan kosketukseen sulassa tilassa olevan orgaanisen aineen kanssa paineessa mainitussa kanavassa, tunnettu siitä, että orgaanista ainetta injektoidaan kanavaan langan suuntaan ja sen kanssa samankeskisesti ja että lankaan kohdistetaan heti, kun se tulee kontaktiin aineen kanssa, maksimaalinen säteittäinen vakiopaine ainakin osalla 10 sen kulkutiestä mainitussa kanavassa, jolloin mainittu paine kanavassa pysyy pienempänä kuin 50 bar.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen aineen injektointi laitteen keskuskanavaan suoritetaan siten, että injektoidun aineen virta suunnataan kohti kanavan ulostuloaukkoa.

3. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen aineen injektointi suoritetaan siten, että ainevirta etenee keskimääräisellä nopeudella, joka on ainakin 0,5 kertaa langan etenemisnopeus.

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lankaa vedetään nopeudella, joka on ainakin 5 metriä sekunnissa. • I

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kontrolloidaan tietyn orgaanisen aineen lankaan tunkeutumisalueen paksuutta säätelemällä laitteen keskuskanavaan tulevan aineen painetta ja/tai viskositeettiä ··”. ja/tai langan kulkunopeutta laitteen läpi. • · • · • · · v

* 6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että laitteen alavirran puolella jäähdytetään orgaanisella termoplastisella aineella :V: päällystetty lanka panemalla se kulkemaan alueen läpi, jossa annetaan kaasu- tai nestevirran vaikuttaa siihen.

·· : *·· 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lanka jäähdy- :.,, tetään suihkuttamalla sen kulkutielle vesipisaroita. t

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, :.' : että lanka pannaan jatkuvaan kiertoliikkeeseen etenemisen aikana ja että mainitulle langalle annetaan kielteisyys. 102467

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lanka pannaan kiertoliikkeeseen siten, että langan kielteisyys syntyy laitteeseen sisääntulon ylävirran puolella.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä valmistettu komposiittilanka, 5 tunnettu siitä, että se käsittää ytimen, joka sisältää vahvikkeena toimivan aineen kuituja, ja että ydin on päällystetty orgaanisen termoplastisen aineen kerroksella ja ainakin osittain impregnoitu mainitulla aineella.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen komposiittilanka, tunnettu siitä, että sen ydin muodostuu yhdeksi ainoaksi kimpuksi ryhmittyneiden kuitujen kokonaisuudes- 10 ta siten, että ainakin osa kuiduista jää vapaiksi liikkumaan toinen toistensa suhteen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen komposiittilanka, tunnettu siitä, että sen ydin muodostuu kuitukimpusta, jossa kuiduilla on kielteisyys.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 10-12 mukainen komposiittilanka, tunnettu siitä, että langan ydin muodostuu vahvikkeena toimivan aineen kuiduista ja orgaanisen 15 termoplastisen aineen kuiduista.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen komposiittilanka, tunnettu siitä, että se muodostuu jatkuvista lasikuiduista yhdistettyinä kuituihin, jotka on muodostettu orgaanisesta aineesta, joka voidaan muuttaa jatkuviksi kuiduiksi, kuten polypropeenis- : V ta, polyamidista tai polyesteristä. iVi 20

15. Komposiittituote, tunnettu siitä, että se on saatu käämimällä tuen päälle lan- « I ! kaa, joka on määritelty jossakin patenttivaatimuksista 10-14. ····

16. Loimikudos tai -neule, tunnettu siitä, että sen kude ja/tai sen loimi on muodos-tettu langasta, joka on määritelty jossakin patenttivaatimuksista 10-14.

. . 17. Profiloitu komposiittituote, joka on saatu muotopuristamalla joukosta vahvike- • · · ’ll 25 lankoja, tunnettu siitä, että ainakin osa käytetyistä langoista on jossakin patentti-• · · *·[ * vaatimuksista 10-14 määriteltyjä komposiittilankoja. ·· • · • «* « « • « a « 102467