FI86651C - Foerfarande och anordning foer anbringande av pulveriserat material pao fibrer. - Google Patents

Description

1 86651

Menetelmä ja laite jauhemaisen materiaalin levittämiseksi kuiduille Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta fila-5 menteista koostuvien lankojen, hahtuvien tai vastaavien tai sellaisia lankoja, hahtuvia tai vastaavia käsittävien kankaiden tai neuleiden käsittelemiseksi käsittelyaineella filamenttien ollessa erotettu toisistaan

Samankaltaiset menetelmät ja laitteet ovat yleises-10 ti tunnettuja, varsinkin valmistettaessa kuumassa pehmenevistä tai kuumassa kovettuvista aineista koostuvia komposiittimateriaaleja, joissa filamentit toimivat lujittavana materiaalina. Esimerkiksi hollantilaisessa patenttihakemuksessa 70 01623 on kuvattu menetelmä, jossa suuresta 15 filamenttimäärästä koostuvat harsolangat erotetaan ennen kuin synteettinen jauhemainen hartsi levitetään sen päälle, minkä jälkeen tämä hartsi sulatetaan, minkä seurauksena saadaan koossapysyvä tuote. Harsoissa olevien filamenttien levittäminen tapahtuu hollantilaisen patenttihakemuk-20 sen mukaan antamalla filamenteille samanmerkkinen sähköstaattinen varaus. Erään toisen toteutusmuodon mukaan harsot viedään läpi venturikanavan, jossa samaan suuntaan virtaa väliainetta suurella nopeudella. Filamenttien leviäminen tapahtuu sitten virtaavan väliaineen rauhoittumi-25 sen seurauksena väliaineen jättäessä venturikanavan.

Tämä keksintö aikaansaa johdannossa mainitun kaltaisen menetelmän, jolle on tunnusomaista, että käsittely-aine suspendoidaan yhteen tai useampaan kaasu- tai neste-virtaan, jotka suunnataan käsiteltävään materiaaliin tie-30 tyssä kulmassa ja säädettävän paineen alaisena siten, että filamenttien erottaminen ja niiden käsittely käsittelyaineella tapahtuu samanaikaisesti, ja että kankaiden tai neuleiden käsittely tapahtuu suuntaamalla mainittu yksi tai useampi kaasu- tai nestevirta, johon käsittelyaine on 35 suspendoitu, käsiteltävään materiaaliin eri puolilta lii- 2 86651 kuttamalla välineet, joista kaasuvirrat virtaavat käsiteltävään materiaaliin, edestakaisin materiaalin yli.

On ilmennyt, että tällä tavoin tapahtuu hyvin tehokas filamenttien leviäminen, jonka seurauksena väliaine-5 virtoihin suspendoitu kyllästysaine tunkeutuu hyvin filamenttien väliin ja kyllästää ne hyvin tasaisesti. Tämä johtaa lopputuotteeseen, esimerkiksi filamenteilla lujitettuun muoviarkkiin, joka on koostumukseltaan hyvin homogeeninen.

10 Keksinnön mukainen menetelmä on käyttökelpoinen olivatpa filamentit tai kyllästysaine mitä tahansa.

Esimerkiksi jauhekeraamisia tuotteita ja metallituotteita pidetään kyllästysaineina kuumassa pehmenevien tai kuumassa kovettuvien materiaalien lisäksi.

15 Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu myös eri pak suisten kyllästysainekerrosten levittämiseen kyllästettävän materiaalin eri puolille. Esimerkiksi kudottu kangas tai neule, joka on yhdistetty kevyen sydänosan sisään tai päälle, voidaan kyllästää keksintöä soveltamalla.

20 Käsittelyaineena voidaan käyttää myös hankaavaa ma teriaalia, joka tekee sillä käsitellyn materiaalin karkeaksi, minkä seurauksena se soveltuu paremmin liisterin tai vastaavan kiinnittymisalustaksi.

On suositeltavaa suunnata kaasuvirrat, joihin kä-25 sittelyaine on suspendoitu, käsiteltävään materiaaliin venturiperiaatetta käyttäen.

Käsittelyaine voidaan suspendoida kaasuvirtaan eri tavoin, esimerkiksi sumuttamalla se kaasuvirtaan sulatteena tai nesteenä. On myös mahdollista annostella jauhemais-30 ta käsittelyainetta kaasu- tai nestevirtaukseen suoraan säiliöstä. On myös mahdollista suspendoida käsittelyaine kaasuun leijukerroksessa ja vetää käsiteltävään materiaaliin suunnattavat kaasuvirrat pois leijukerroksesta imulla. Leijukerroksen käyttö filamenttikimppujen kyllästämi-35 seen on sinänsä tunnettu, esimerkiksi hollantilaisen pa- 3 86651 tentin 151 928 selityksestä. Mutta tässä tunnetussa menetelmässä kyllästettävä materiaali viedään kyllästysainees-ta muodostuvan leijukerroksen läpi.

Jos kuitenkin keksinnön mukaisessa menetelmässä 5 käytetään leijukerrosta, varsinainen kyllästäminen tapahtuu tämän kerroksen ulkopuolella.

Keksintö koskee myös laitetta keksityn menetelmän toteuttamiseen, jossa laitteessa on tila, jonne rei'itetyn pohjan kautta voidaan syöttää kaasua ja jossa on syöttö-10 putki jauhemaiselle käsittelyaineelle, ja mainitulle laitteelle on tunnusomaista, että mainitussa tilassa on yksi tai useampi imuputki, jotka poistopuolella avautuvat yhteen tai useampaan tilaan, joiden sisällä kaasuvirrat suunnataan käsiteltävään materiaaliin, ja että imuputket 15 liittyvät välineisiin, jotka ovat liikuteltavissa edestakaisin poikki sen reitin, jonka käsiteltävä materiaali peittää laitteen toiminnan aikana. Jos kaasu johdetaan käsiteltävään materiaaliin useilta puolilta, tulisi huolehtia siitä, että kaasuvirtaukset eivät täysin törmää toinen 20 toisiinsa.

On myös mahdollista keksintöä käyttämällä levittää useita kyllästysaineita, joko toinen toisensa päälle, tai eri pinnoille, useissa toisistaan erotetuissa tiloissa, eri kyllästysaineiden ei-toivotun sekoittumisen estämisek-25 si.

Keksintö selostetaan alla esimerkin avulla seuraa-vaa kuvausta samoinkuin mukaan liitettyjä kuvia apuna käyttäen.

Kuvio 1 on poikkileikkauskuva sivulta kaaviomaises-30 ti piirretystä laitteistosta keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen, kuvio 2 on kuva ylhäältäpäin keksinnön mukaisesta laitteesta, kuvio 3 on sivukuva samasta laitteesta, 35 kuvio 4 on leikkaus A-A samasta laitteesta, 4 86651 kuvio 5 on suurennettu esitys kuvioiden 2, 3 ja 4 mukaisen laitteen olennaisesta osasta, kuvio 6 antaa joukon vaihtoehtoja a-e keksinnön soveltamisesta .

5 Kuten kuviossa 1 on esitetty, jatkuvat filamentti- kimput 1 levitetään kerimällä ne auki vaakasuuntaisilta rullilta 2 automaattisesti ylläpidettävän, säädettävän jännityksen alaisena. Ohjaimen 3 kautta niput tulevat esi-kuumennusuuniin 4. Uunia lämmittää automaattisesti säädet-10 tävä lämpölähde 5. Sitten kuivatut ja esikuumennetut fila-menttikimput viedään ohjaimien 6 kautta lämpöeristetyn säiliön 7 läpi, jossa kyllästäminen tapahtuu (katso kuvioita 2-6). Sen jälkeen kimput viedään sulatusuunin 8 kautta, jonne on sijoitettu yksi tai useampi termoparin säätä-15 mä kuumennusosa. Niitä säätää automaattisesti laite 9 siten, että määrätty lämpötila säilyy. Sen jälkeen filament-tikimput levitetään nauhoiksi ja kuljetetaan jäähdytys-laitteiden 11 läpi jäähdytettyjen muokkaustelojen 10 kautta ja kelataan kokoamisrullalle 14 siirtotelojen 12 ja 20 ohjaimen 13 kautta. Tätä rullaa pyörittää sähkömoottori 15. Siirtotelojen 12 jälkeen filamenttinauhaa voidaan myös käsitellä lisää esimerkiksi leikkaamalla sitä pituussuunnassa ja/tai poikkisuunnassa.

Laitteisto menetelmän toteuttamiseen voidaan halut-25 taessa tehdä kokonaan tai osittain pystysuuntaiseksi.

Kuvioiden 2-5 mukaisessa laitteessa jaetaan fila-menttikimput lämpöeristetyssä kyllästysastiassa 7 teloille 16, jotka sijaitsevat syöttöakselien ulkopuolella.

Lisäksi telojen 16 akselit on asennettu parittain 30 varren 17 ympäri kiertyviksi. Tämä tekee mahdolliseksi sen, että kimput voidaan sijoittaa keskiviivalle, kun ne vedetään sisään laitteeseen. Kimppujen levittäminen useammalle kuin yhdelle telakerrokselle, tässä tapauksessa kahdelle, helpottaa filamenttien parempaa jakautumista. Ohi-35 tettuaan telat filamentit kyllästetään. Jauhemainen kyl- 86651 lästysaine, joka syötetään annostelulaitteesta 18, fluidi-soidaan kerroksessa 20 rei'itetyn pohjan 19 läpi syötettyyn kaasuun 21.

Mieluiten tämä kaasu on esikuumennettu. Tiloissa 22 5 pumppuvaikutuksesta kaasuvirtaukset, joihin kyllästysaine on suspendoitu, imetään säädetyllä paineella leijukerrok-sesta kyllästyspäihin 23, joista se suunnataan jatkuvana liikkuviin filamenttikimppuihin. Optimikyllästyksen aikaansaamiseksi on lisäksi kyllästyspäiden 23 etäisyys ja/-10 tai kulma säädettävissä ja ne kääntyvät kyllästettävään materiaalin nähden.

Eri osat, jotka on viety kyllästysastiaan 7, voidaan yksinkertaisesti siirtää syrjään ja/tai vaihtaa. Esimerkiksi toisentyyppisiä teloja ja/tai muita kyllästyspäi-15 tä voidaan käyttää erityyppisten materiaalien kyllästämiseen.

Kaasuvirtaukset yhdessä niihin hienoksi jakautuneen kyllästysaineen kanssa suunnataan mieluiten kyllästettäviin filamentteihin kahdesta tai useammasta kyllästyspääs-20 tä. Tämä johtaa hyvin tasaiseen kyllästysaineen jakautumiseen yksittäisille filamenteille. Kuvattu kyllästysmenetelmä tekee mahdolliseksi työskennellä huomattavasti alhaisemmalla filamenttijännityksellä kuin mitä on tarpeen mekaanisessa kyllästysjärjestelmässä, jossa kyllästysaine 25 puristetaan filamenttien väliin puristusteloilla. Alhai sempi filamenttijännitys johtaa olennaiseen filamenttien katkeamien poisjäämiseen, joita katkeamia usein esiintyy esimerkiksi hiilikuituja mekaanisesti kyllästettäessä. Tämä yhdistettynä tehokkaampaan kyllästykseen tekee mah-30 dolliseksi myös suuremman kyllästysnopeuden.

Kuviossa 5 on osoitettu, että sen kaasun imeminen, johon kyllästysaine on suspendoitu, tapahtuu putken 26 kautta venturiperiaatteella. Putkia 25 pitkin kaasu syötetään säädettävällä paineella. On suositeltavaa imeä pois 35 pumpulla putken 25 kautta syötetty kaasu tilasta 7.

6 86651

Sen tuloksena saadaan kaasulle kiertopumppujärjestelmä ja ostet/iän 1 .‘impöhäv iöt .

Jos el käytetä leijukerrosta, on edullista yhdistää annostelulaite 18 suoraan kyllästyspäihin tai niiden syöt-5 tölaitteisiin.

Kun käytetään kyllästysnesteitä, on suositeltavaa ruiskuttaa neste joko suoraan kyllästyspäähän (-päihin) tai imeä se suoraan annostelulaitteesta 18.

Kuviossa 6 on esitetty joukko kaaviokuvia useampi-10 tahoisista ja/tai liikkuvista kyllästyspäistä, jotka sopi vat jatkuvaan kyllästämiseen filamenttinipuille, jotka lisäksi voidaan kutoa kankaaksi tai valmistaa neuleeksi. Nämä kimput on lisäksi voitu levittää sydänkerroksille. Näillä voi olla seuraavanlainen muoto: li) a) suorakaide b) lieriö c) hunajakennorakenne.

Kehältään täysin suljettujen onttojen rakenteiden, joihin on yhdistetty filamenttimateriaaleja, sisältä ta-20 pahtuvaa kyllästämistä varten olevan menetelmän täytyy olla epäjatkuva. Silloin kyllästyspäät voidaan viedä onte-lotiloihin. Sitten kyllästyspäitä ja/tai kyllästettävää materiaalia voidaan siirtää sillä tavoin, että saadaan haluttu kyllästyminen. Tätä on kuvattu lisää kuvioiden 6e ja 25 d avulla.

Kuvio 6 esittää lentokoneen nokan 27, jonka sisäpuoli ja päälipuoli on varustettu filamenttimateriaalilla, joka täytyy kyllästää. Sisäpuolelta tapahtuvaan kyllästämiseen käytetään kyllästyspäätä 28 ja ulkopuolelta tapah-30 tuvaan kyllästämiseen kyllästyspäätä 29. Pyörittämällä nokkaa ja liikuttamalla kyllästyspäitä 28 ja 29 edestakaisin ohjaimien 30 ja 31 yli, saadaan haluttu kyllästyminen.

Kuviossa 6e numero 32 edustaa osaa lautasantennista, jonka sisä- ja ulkopuoli on varustettu filamenttima-35 teriaalilla, joka on kyllästettävä. Tämä tapahtuu kylläs- 7 86651 tyspäillä 33 ja 34, joita liikutetaan edestakaisin säteit-täissuunnassa ohjaimien 35 ja 36 kautta. Jos halutaan, kuvattuja liikkeitä voidaan ohjata tietokoneella, mikä tekee mahdolliseksi monimutkaisemman materiaalin optimikyllästä-5 misen.

Jos kankaiksi kudotut tai neulotut kuitukimput yhdistetään sydänkerroksiin, kyllästysaine kuumennetaan autoklaavissa määrätyssä, halutussa paineessa. Lisäksi autoklaaviin voidaan rakentaa lämpölähteitä.

10 Yllä kuvatulla tavalla kyllästetyt filamenttikim- put, jotka lisäksi voi olla kudottu tiettyyn muotoon, voidaan työstää lentokoneen nokiksi, tutkakuvuiksi ja muiksi rakenteiksi. On myös mahdollista käyttää kuumentamiseen esimerkiksi kahdesta muottipuolikkaasta muodostuvaa sula-15 tusuunia.

Kyllästetyillä filamenteilla tapahtuvan kutomisen, neulomisen ja/tai kiertämisen helpottamiseksi kimput voidaan erottaa kokonaan tai osittain kapeammiksi kimpuiksi. Näihin kapeisiin kimppuihin levitetään sitten ohut lisä-20 kyllästyskerros keksinnön mukaista menetelmää käyttäen. Tämä varta vasten valituista kyllästysaineista koostuva . kerros huolehtii siitä, että jo filamenttien välissä muka- : na oleva kyllästysaine pysyy paikoillaan kutomisen ja/tai : \: neulomisen aikana ja sen lisäksi estää kosteuden adsorboi- 25 tumisen. Tämän aikaansaamiseksi voidaan nauhan pintaan li- säksi kohdistaa esimerkiksi lämpökäsittely. Varsinkin hy-vin jäykkiä materiaaleja kyllästettäessä kutominen ja/tai neulominen kapeilla nauhoilla, jotka eivät ole kulkeneet . . sulatusuunin läpi, on mahdollista ilman huomattavaa kysei- ; ' 30 sen laitteiston muuntamista ja nopeuden menetystä. Sitten "·[ ’ kudottu kangas, neule ja/tai kierretty materiaali voidaan ·;· viedä sulatusuunin läpi lisäkäsittelyä varten mahdollises- ti jäähdytettyjen muokkaustelojen kautta.

8 86651 Käsittelyaineina voidaan käyttää esimerkiksi: asetaalihartsej a akryylihartsej a akrylonitriilibutadieenistyreeni hartseja 5 alumiinia alkydihartsej a alumiinioksidia aryylihartsej a bismaleimidihartseja 10 kobolttia kuparia ekonolia epoksihartsej a fluorihiilihartseja 15 fluorikopolymeereja lyijyä melamiinihartseja nikkeliä fenolihartsej a 20 polyasetaalihartseja polyakrylaattia polyamidia (nylonia) polybutadieenia polybutyleenitereftalaattia 25 polykarbonaattia aromaattisia polyestereitä termoplastisia polyestereitä polyeetteriketonej a polyeetteri-imidejä 30 polyeetterisulfoneja polyalkeenej a polyetyleenitereftalaatteja polyimidejä polyoksymetyleenihartsej a 35 modifioituja polyfenyylioksideja f 86651 polyfenyleenisulfidej a polyfenyleenioksidej a polyfenyylisulfoneja polystyreeniä 5 polysulfoneja polytetrafluorietyleeniä polyuretaania polyvinyylikloridia polyvinyylideenifluoridia 10 modifioitua polypropyleenioksidia piidioksidia piikarbidia piinitridiä silikonia 15 styreeniakrylonitriilikopolymeerejä styreenikopolymeerej ä titaania wolfrämiä ureaa 20 vinyyliesteriä kumeja ja lisäaineita, kuten: antistaattisia aineita huokoistusaineita 25 väriaineita betonia kiinnitysaineita täyteaineita palamisen estoaineita 30 vaahtoja lämmönkestäväksi tekeviä aineita onttoja täyteaineita voiteluaineita mineraalej a 35 pehmittimiä 10 86651 valmistuksen apuaineita silikoneja stabiloitiaineita supermetalliseoksia 5 ultraviolettisäteiden absorbointiaineita vesiliukoisia muoveja kuituj a Käsiteltävä materiaali voi olla esimerkiksi: 10 alumiinia alumiinioksidia aramidia asbestia booria 15 hiiltä kobolttia kuparia lasia erittäin puhdasta piidioksidia ja kvartsia 20 litiumalumiinisilikaattia magnesiumia nikkeliä polyalkeenia piidioksidia 25 piitä piikarbidia piinitridiä terästä titaania 30 wolfrämiä sinkkiä zirkondioksidia zirkoniumia

Claims (9)

1. Menetelmä filamenteista koostuvien lankojen, hahtuvien tai vastaavien tai sellaisia lankoja, hahtuvia 5 tai vastaavia käsittävien kankaiden tai neuleiden käsittelemiseksi käsittelyaineella filamenttien ollessa erotettu toisistaan, tunnettu siitä, että käsittelyaine suspendoidaan yhteen tai usempaan kaasu- tai nestevirtaan (21), jotka suunnataan käsiteltävään materiaaliin (1) tie-10 tyssä kulmassa ja säädettävän paineen alaisena siten, että filamenttien erottaminen ja niiden käsittely käsittelyaineella tapahtuu samanaikaisesti, ja että kankaiden tai neuleiden käsittely tapahtuu suuntaamalla mainittu yksi tai useampi kaasu- tai nestevirta (21), johon käsittelyai-15 ne on suspendoitu, käsiteltävään materiaaliin eri puolilta liikuttamalla välineet (28, 29; 33, 34), joista kaasuvir-rat virtaavat käsiteltävään materiaaliin, edestakaisin materiaalin yli.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainenmenetelmä, t u n - 20. e t t u siitä, että kaasuvirrat (21) suunnataan käsi teltävään materiaaliin venturiperiaatetta käyttäen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainenmenetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävään materiaaliin eri puolilta suunnattavat kaasuvirrat eivät täysin törmää toinen 25 toisiinsa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhemainen käsittelyaine suspendoidaan kaasuun leijukerroksessa ja että käsiteltävään materiaaliin kohdistettavat kaasuvirrat ve- 30 detään pois kaasukerroksesta imulla.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine syötetään annosteltuna suoraan käsiteltävään materiaaliin suunnattuihin kaasuvirtoihin.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mene- 12 86651 telmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine suspen-doidaan sumuttamalla sulana tai nesteenä käsiteltäviin materiaaleihin suunnattaviin kaasuvirtoihin.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 5 menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine on kyllästysaine.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine on han-kaava aine sillä käsitellyn materiaalin tekemiseksi kar- 10 keaksi, jotta siitä saataisiin sopivampi liisterin tai vastaavan kiinnittymisalusta.

8 6 6 51

9. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on tila (7), jonne voidaan rei'itetyn pohjan (19) läpi syöttää kaasua (21) ja 15 jossa on syöttöputki jauhemaiselle käsittelyaineelle, tunnettu siitä, että mainitussa tilassa (7) on yksi tai useampi imuputki (26), jotka poistopuolella avautuvat yhteen tai useampaan tilaan (22), joiden sisällä kaasuvirrat suunnataan käsiteltävään materiaaliin (1), ja 20 että imuputket liittyvät välineisiin (28, 29; 33, 34), jotka ovat liikuteltavissa edestakaisin poikki sen reitin, jonka käsiteltävä materiaali peittää laitteen toiminnan aikana. 86651