NO125285B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av sammensatte bånd- eller baneformede produkter.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av sammensatte bånd- eller baneformede produkter omfattende en kjerne av filamenter og en ytre mantel av termoplastisk materiale.

Det er kjent tau bestående av en kjerne av c i.l-nærmet parallelle naturlige fibre eller syntetiske filamenter innesluttet i en mantel av gummi eller syntetisk plast og en fremgangsmåte til .fremstilling av slike tau med en kjerne bestående av kontinuerlige filamenter og forbedrede egenskaper er beskrevet i britisk patentskrift 1.164.842.

Det er funnet at fremgangsmåten ifølge det nevnte britiske patentskrift kan modifiseres for fremstilling av bånd-eller baneformede elementer med vesentlig bedre egenskaper enn hittil kjente elementer.

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av sammensatte produkter omfattende en kjerne av filamenter og en ytre mantel- av termoplastisk materiale, hvor en kjerne av tilnærmet parallelle filamenter komprimeres ved å føres gjennom en kompresjonsdyse, utsettes for et redusert atmosfærisk trykk og ved ekstrusjon påføres en ytre mantel av organ-isk termoplastisk materiale mens de er utsatt for det reduserte trykk.

Det karakteristiske for fremgangsmåten, ifølge oppfinnelsersbestår i at kjernen består av et flertall smale bånd av parallelle filamenter og befinner, seg i avstand fra hverandre i sideretningen under dannelse av et større diskontinuerlig bånd* og. at det smeltede mantelmateriale trenger inn mellom de i avstand fira hverandre, beliggende smale bånd under dannelse av et kompakt,: fleksibelt, ensartet baneformet element.

Med betegnelsene bånd resp. bane eller bånd-resp. baneformet element som anvendt i den foreliggende beskrivelse enten som betegnelse på. en. av filamenter bestående kjerne eller det ferdige produkt, skal det forståes et element som har vesentlig større bredde enn tykkelse. Slike elementer anvendt som bånd, belter og lignende artikler vil ha en betyde-lig lengde sammenlignet med tykkelsen og bredden. Når betegnel-sen bånd er anvendt for å beskrive formen av den av filamenter bestående kjerne, skal denne betegnelse omfatte filamenter som er diskontinuerlige tvers over bredden av båndet slik som nærmere beskrevet i det følgende.

Bånd- eller baneformede elementer fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har meget høy strekkstyrke, da filamentkjernen som. gir elementet dets styrke foreligger i utvunnet og sterk komprimert form. Den høye kompresjonsgrad som muliggjøres ved hjelp av oppfinnelsen, gir et produkt med øket stabilitet med hensyn til tverrsnittsformen når elementet bøyes.

Den i foreliggende beskrivelse anvendte betegnelse bunt, skal angi en gruppe, filamenter anordnet para-llelt med hverandre. Én slik gruppe kan dannes ved å kombinere et antall filamenter uten tvinning for å gi den større bunt som trenges for et bånd- eller baneformet element ifølge oppfinnelsen, eller bunten kan fremstilles direkte i ønsket størrelse som en lunte, dvs. en bunt tilnærmet rettlinjede parallelle filamenter som ikke er tvunnet sammen. Filamentgarn som normalt har meget liten tvinningsgrad,' som i alminde-lighet er mindre enn to tvinninger pr. 2,54 cm og ofte er mindre enn én tvinning pr. 2,54 cm, kan brukes for fremstilling av bånd- eller baneformede elementer ifølge oppfinnelsen uten at tvinningen trenger å fjernes.

Et hvilket som helst syntetisk filament i kontinuerlig form kan anvendes som kjernemateriale, og fila-mentene kan ha sirkelformet eller ikke-sirkelformet tverrsnittsform eller foreligge i form av bånd. Det foretrekkes å bruke syntetiske filamenter som har en høy strekningsmodulus og fortrinnsvis en lav bruddforlengelse, som f.eks. polyetylentereftalat eller isotaktisk polypropylen-filamenter. Filamenter fremsti-lt av blandinger av forgrenet polyetylen og polypropylen eller blandinger av polypropylen og elastomere olefin-kopolymerer kan også anvendes. Blandinger av syntetiske filamenter som inneholder en stor andel filamenter med høy strekningsmodulus kan også anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Valget av materialer som skal anvendes i det enkelte tilfellet, er i første rekke avhengig av de egenskaper som kreves av tauet og materialomkostningene. Den valgte blanding kan omfatte filamenter med lavere strekningsmodulus, som f.eks. nylon 6 eller nylon 66 filamenter. For visse anvendelser trenges det fibre som har en høy tetthet.i tillegg til høy styrke og strekningsmodulus, i hvilket tilfelle glassfibre og visse typer regenererte cellulosefibre er meget egnet.

Eksempler på egnede mantelmaterialer er belegg

av forgrenede eller lineære polyetylenér eller blandinger av slike, polyvinylklorid, polyestere som f.eks. polyetylentereftalat, polyamider som polyhexametylen-adipamid eller stereo-regulær polypropylen. Mantelen kan ha glatt eller rillet ytre overflate. Det foretrekkes å bruke en glatt form for mantel-overflaten og å ha en total båndtykkelse på mindre enn 10 mm. Hvis mantelmaterialet er utsatt for degenerering ved innvirkning av lys eller andre ytre innflytelser, kan en stabili-

serende substans iblandes i polymeren før ekstrudering, eller det mantlede element kan behandles slik at det dannes et over-flatelag av motstandsdyktig materiale. Mange stoffer som har en stabiliserende virkning i termoplastiske organiske materialer er vel kjent, f.eks. stoffer som absorberer ultrafiolett lys og antioksyderende fenolforbindelser i polyolefiner, samt organiske tinnforbindelser i klorinerte hydrokarbonpolymerer og kjønrøk i gummi.

Ved fremstilling av bånd eller baneformede elementer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal fila-mentene som danner kjernen i det ferdige produkt foreligge som et diskontinuerlig bånd tvers over elementets bredde. Inn-trengningen av mantelmaterialet i mellomrommene mellom fila-mentene i kjernen øker tverrsnittsstabiliteten av det ferdige produkt mot bøyning.

Maskiner for ekstrudering av beiegg er vel kjent, f.eks. for fremstilling av elektriske kabler, og omfatter en trakt som inneholder et forråd med termoplastisk beleggmateriale, midler for tilførsel av dette materialet, i. smeltet tilstand til. overflaten av kabelkjernen og en kompresjonsdyse for kompri-mering av kabelkjernen før den påføres belegget. For anvendelse ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse må en slik ekstrusjonsbeleggmaskin forsynes med en anordning ved hjelp av hvilken kjernen kan utsettes for et under-atmosfærisk trykk, mens kjernen passerer gjennom maskinen. Ofte er det fordelaktig å anordne en kompresjonsdyse og en ekstrusjonsbeleggdyse i en enhet med anordninger for tilførsel av det reduserte trykk ved et punkt mellom dysene sammen med anordninger for tilførsel av smeltet beleggmateriale til beleggdysen. Eksempler på egnede beleggmaskiner er Pasquetti ekstrusjonsbeleggmaskin

(se Pasquetti, Varese, Lombardi, Italia) og Bone beleggmaskin (Bone Bros. Ltd., Alperton, Wembley, Middlesex).

I disse maskiner føres den samlede kjerne inn

i en kompresjonsdyse ved hvis sentrum det hersker under-atmosfærisk trykk, som tilveiebringes ved hjelp av en vakuum-pumpe hvis innløp er forbundet med dysen ved dette punkt. Kjernen utsettes således for et redusert trykk mens den befinner seg i dysen, og dette trykk bringes til innvirkning ved dysens innløpsende ved den selvtettende virkning av kjernen

som fyller dysen og ved utløpsenden med samme virkning kombinert med virkningen av den smeltede mantel. Mens det komprimerte produkt ennu er utsatt for et underatmosfærisk trykk, møter det en ringformet strøm av smeltet polymer som trekkes på kjerne-konstruksjonen og krympes fast på denne ved at det belagte produkt etter meget kort strekning føres gjennom et kjølevanns-

bad eller en dusj av kjølevann. Hvis ekstrusjonsbelegget på-

føres mens kjernen befinner seg i horisontal stilling, er det nødvendig å holde den under noen spenning for å hindre ned-

synkning inntil mantelen er stivnet.

Bånd- eller baneformede elementer fremstilt ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, har en meget redusert tendens til utbuling eller annen endring av mantelens tverrsnittsform hvis en materiallengde komprimeres aksialt eller bøyes i lengderetningen eller tverr-retningen sammenlignet med et element fremstilt uten at det anvendes undertrykk under påføringen av belegget.

Bånd- eller baneformede elementer fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes i alle situa-

sjoner hvor det kreves et bøyelig bånd med høy styrke, som f.eks.

ved ombinding av pakker, hvor én eller flere lengder av det bånd- eller baneformede element bindes omkring pakken og endene festes ved stifting eller fastsying. Bånd ifølge oppfinnelsen har den spesielle fordel ved en slik anvendelse at endene kan festes ved sveising, som bør utføres slik at kjernematerialet forenes ved båndets fri ender. En annen anvendelse hvor den høye styrke og bøyelighet ifølge oppfinnelsen er fordelaktig,

er ved forsterkning av store beholdere, tanker osv., spesielt når det må regnes med store påkjenninger i armeringsbåndene,

ved at båndet vikles omkring beholderen og de fri ender festes til hverandre.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives gjennom

noen eksempler.

Eksempel 1.

Polyetylentereftalat garn med 192 filamenter

med en total denier på 1000 "og seighet på 8,3 g/denier og en tvinningsgrad på 0,75 vinning pr. 2,54 cm ble anvendt som rå-materiale for fremstilling av en tvinningsfri kjerne bestående av en enkelt bunt dannet ved uten tvinning å kombinere 300

lengder av garnet på 1000 denier. Garnbunten ble ført inn i

kompresjonsdysen i en. Bone ekstrusjonsbeleggmaskin, hvor den ble utsatt for et redusert trykk på 12,5 cm kvikksølv i dysen umiddelbart før påføring av et belegg av smeltet forgrenet polyetylen (tettheten av polymeren 0,919) ved en temperatur på 205°C. Et 5 cm bredt bånd kom ut fra dysen og ble kjølt med en vanndusj før oppvikling. Båndtykkelsen var 1,5 mm og besto av kjernefilamenter omgitt av en polyetylenmantel med

en tykkelse på 0,7 mm; Briiddbelastningen av det ferdige produkt var 2,4 tonn svarende til en styrke på 8,1 pr. denier.

Eksempel 2.

En garnbunt bestående av 70 filamentgarn av den type som ble anvendt i eksempel 1, ble ført inn i kompresjonsdysen i en Bone ekstrusjonsbeleggmaskin hvor garnbuntene ble utsatt for et redusert trykk på 10 cm kvikksølv i dysen umiddelbart før påføring av et belegg av et smeltet polyvinylklorid (B.S.S, mykhet 4) av en temperatur på 170°C ved maskinens belegghode. Et bånd av en bredde på 5 cm kom ut av maskinen og ble kjølt med en vanndusj før oppvikling. Båndet hadde en total vekt på 4 kg/m , en bruddbelastning på 499 kg og en stivhet (målt som beskrevet i det følgende) på 1,65 kgra.

Eksempel 3.

En garnbunt som anvendt i eksempel 2 ble ekstrusjonsbelagt som i samme eksempel med et smeltet polyuretan ved en temperatur på 170°C.. Det dannede bånd hadde en bredde på 5 cm og hadde en total vekt på 1,8 kg/m 2, en bruddbelastning på 470 kg og en stivhet på 0,93 kgm.

Eksempel 4.

En garnbunt som anvendt i eksempel 2 ble ekstrusjonsbelagt 'som i dette eksempel med en smeltet forgrenet polyetylen (tetthet 0,919) ved en temperatur på 205°C. Båndet av en bredde på 5 cm hadde en total vekt på o 1,2 kg/m 2, en bruddbelastning på 520 kg og en stivhet på 2,4 kg.cm.

Eksempel 5.

En garnbunt bestående av 150 rayon filamentgarn med høy styrke hver på 1100 denier og en styrke på 4,5 g/denier ble ekstrusjonsbelagt med forgrenet polyetylen som i eksempel 1. Det fremstilte 5 cm brede bånd hadde en bruddbelastning på

726 kg, som svarer til en bruddstyrke på 4,4 g/denier.

Stivheten av prøver av de i foregående eksempler fremstilte bånd ble målt på følgende måte. En materiallengde legges flatt ut på en horisontal plate med den ene ende hengende noe ut over kanten av underlaget. En vektbelastning festes til den fri ende, og prøven skyves langsomt videre ut over kanten, inntil den fri ende danner en vinkel på 40° med horisontalplanet. Momentet som trenges for å frembringe denne nedsenkning, beregnes og angis som prøvens stivhet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av sammensatte produkter omfattende en kjerne av filamenter og en ytre mantel av termoplastisk materiale, hvor en kjerne av tilnærmet parallelle filamenter komprimeres ved å føres gjennom en kompresjonsdyse, utsettes for et redusert atmosfærisk trykk og ved ekstrusjon påføres en ytre mantel av organisk termoplastisk materiale mens de er utsatt for det reduserte trykk, karakterisert ved at kjernen består av et flertall smale bånd av parallelle filamenter Som befinner seg i avstand fra hverandre i sideretningen under dannelse av et større diskontinuerlig bånd og at det smeltede mantelmateriale trenger inn mellom de i avstand fra hverandre beliggende smale bånd under dannelse av et kompakt,fleksibelt, ensartet baneformet element.