PL153251B1 - Device for textile material impregnation - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

OPIS PATENTOWY 153 251

-----SŁUŻBOWY

Patent dodatkowy do patentu nr---Int. Cl.⁵ D06B 1/08

Zgłoszono: 86 07 15 (P. 260625) ^D04H1/64

Pierwszeństwo: 85 07 16 dla zastrz. 1 Holandia

10 29 dla zastrz. 2 Holandia

Zgłoszenie ogłoszono: 87 05 04

Opis patentowy opublikowano: 1991 08 30

Twórca wynalazku--Uprawniony z patentu: Flexline Services Ltd., Nikozja (Cypr)

Urządzenie do impregnacji materiału włókienniczego

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do impregnacji materiału włókienniczego, czynnikiem obróbczym, a zwłaszcza proszkowym czynnikiem obróbczym, z powodowaniem rozdzielenia włókien, w celu uzyskania lepszej penetracji czynnika w strukturę włókien.

Znane są urządzenia, stosowane zwłaszcza w produkcji materiałów zawierających substancje termoplastyczne lub termoutwardzalne, gdzie włókna spełniają zadanie wzmacniania materiału. Przykładowo w holenderskim zgłoszeniu patentowym nr 7001623 opisano urządzenie, w który m taśmy złożone z dużej liczby włókien zostają rozdzielone przed doprowadzeniem do nich żywicy syntetycznej w postaci proszku, a następnie żywica ta jest roztapiana, na skutek czego uzyskuje się spójny wyrób. Rozdzielanie włókien w taśmach powodowane jest przykładowo według tego holenderskiego zgłoszenia patentowego przez nadanie włóknom ładunku elektrostatycznego o tym samym znaku. W innym, znanym urządzeniu taśmy są przeprowadzone przez zwężkę Venturi'ego, przez którą w tym samym kierunku przepływa płyn z dużą prędkością. Rozdzielanie włókien odbywa się wówczas na skutek relaksacji płynu przy wypływie ze zwężki.

Ponadto, z holenderskiego opisu patentowego nr 151928 jest znane urządzenie, w którym czynnik obróbczy znajduje się w złożu fluidalnym. Impregnacja włókien następuje w tym przypadku na skutek przemieszczania tych włókien bezpośrednio przez złoże fluidalne.

W tych znanych urządzeniach do obróbki materiałów, w zasadzie następuje tylko powierzchniowe impregnowanie czynnikiem obróbczym, ponieważ nie dokonuje się rozdzielania poszczególnych włókien wyrobu.

Urządzenie do impregnacji materiału włókienniczego, zwłaszcza proszkowym czynnikiem obróbczym, zawierające elementy napędowe do nadawania materiałowi ruchu posuwistego oraz elementy natryskujące w strumieniach gazu czynnik obróbczy na obrabiany materiał, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że ma komorę impregnacyjną zaopatrzoną w perforowane dno, na którym jest umieszczony czynnik obróbczy w postaci złoża, zaś poniżej tego dna jest usytuowane źródło zasilania gazem, a ponadto ma co najmniej jedną rurkę ssawną, wyposażoną w głowicę impregnującą i usytuowaną swą końcówką wlotową w złożu czynnika obróbczego.

153 251

Korzystnie, rurki ssawne są osadzone na ruchomych prowadnicach.

W urządzeniu według wynalazku następuje impregnowanie czynnikiem obróbczym zawieszonym w jednym lub wielu strumieniach gazu pod kontrolnym ciśnieniem, przy czym w związku z rozdzieleniem włókien zachodzi jednorodne i na wskroś impregnowanie włókien wyrobu poddawanego obróbce. W odróżnieniu od znanych urządzeń impregnacja w urządzeniu według wynalazku zachodzi poza złożem czynnika obróbczego, na skutek zasysania czynnika obróbczego w strumieniach gazu.

Przedmiot wynalazku zostanie szczegółowo opisany na przykładach wykonania, uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kompletną linię technologiczną do obróbki materiałów włókienniczych, w schemacie ideowym, fig. 2 - urządzenie według wynalazku w widoku z góry, fig. 3 - to samo urządzenie w widoku z boku, fig. 4 - urządzenie z fig. 2 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A, fig. 5 - fragment urządzenia z fig. 4 w powiększeniu, fig. 6a-c głowice impregnujące w trzech różnych kształtach, zaś fig·. 6d i 6e przedstawiają dwa różne zastosowania urządzenia według wynalazku.

Jak pokazano na fig. 1 pasma włókien 1 powstają przez odwijanie ich z poziomych cewek 2 przy samoczynnie utrzymywanym kontrolowanym naciągu. Poprzez prowadnicę 3 pasma włókien dochodzą do pieca 4 wstępnego nagrzewania. Piec ten jest ogrzewany automatycznie sterowanym źródłem ciepła 5. Następnie wysuszone i wstępnie nagrzane pasma włókien przechodzą otworem 6 termicznie izolowanej komory impregnacyjnej 7. Następnie pasma są przepuszczane przez piec roztapiający 8, w którym zastosowano jeden lub kilka zespołów grzejnych sterowanych przez termopary. Są one samoczynnie sterowane przez urządzenia 9 na określoną wydajność nagrzewania. Następnie z wiązek włókien formowane są wstęgi, które są przepuszczane poprzez chłodzone walce kształtujące 10 i przez urządzenie chłodzące 11, a następnie są zwijane na nawój zbiorczy 14 poprzez rolki podające i prowadnicę 13. Nawój jest napędzany przez silnik elektryczny 15. Po rolkach podających 12 wstęga włókien może być również dalej obrabiana, na przykład przez cięcie wzdłużne i/lub poprzeczne.

Zgodnie z fig. 2-5 wiązki włókien w termicznie izolowanej komorze impregnacyjnej 7 są rozmieszczone na walcach 16, które są usytuowane na zewnątrz osi podawania.

Korzystnie walce 16 są zamontowane przechylnie parami wokół osi 17. Dzięki temu wiązki mogą być usytuowane w linii środkowej, kiedy są wciągane w urządzenie. Rozłożenie wiązek na więcej niż jedną warstwę walców, w tym przypadku na dwie warstwy, umożliwia lepsze rozmieszczenie włókien. Po przejściu przez walce włókna są impregnowane. Proszkowy materiał impregnujący doprowadzany z urządzenia dozującego 18 tworzy złoże 20 w gazie 21 doprowadzanym od dołu poprzez perforowane dno 19. Gaz ten jest korzystnie podgrzany wstępnie. W przestrzeniach 22 pod wpływem działania pompującego, strumienie gazu z zawieszonym w nich materiałem impregnującym, są odsysane pod sterowanym ciśnieniem ze złoża fluidalnego 20 do głowic impregnujących 23, skąd materiał ten jest kierowany na poruszające się nieprzerwanie wiązki włókien. Aby spowodować optymalną impregnację głowice impregnujące 23 są ewentualnie przestawne, jeśli chodzi o odległość, i/lub obracane kątowo w stosunku do impregnowanego materiału.

Różne części stosowane w komorze impregnacyjnej 7 można łatwo wymontować i wymienić. Można na przykład stosować inne typy walców i/lub inne głowice impregnujące dla impregnacji różnych typów materiału.

Strumienie gazu wraz z dokładnie rozdzielonym w nich materiałem impregnującym są korzystnie kierowane na włókna przeznaczone do impregnacji z dwóch lub kilku głowic impregnujących. Powoduje to bardzo równomierne rozprowadzenie materiału impregnującego na poszczególnych włóknach. Opisany sposób impregnacji umożliwia pracę przy znacznie mniejszym naciągu włókien, niż to jest potrzebne w mechanicznym urządzeniu impregnującym, w którym materiał impregnujący jest wtłaczany pomiędzy włókna za pomocą walców dociskowych. Mniejszy naciąg włókien pozwala na wyeliminowanie zrywania się włókien, co często zdarza się przy impregnacji mechanicznej, na przykład włókien węglowych. Uzyskuje się przy tym większą wydajność impregnacji.

Jak widać na fig. 5 zasysanie gazu, w którym zawieszony jest materiał impregnujący, odbywa się poprzez rurki ssawne 26 na zasadzie zjawiska Venturi'ego. Poprzez przewody 25 gaz jest doprowadzany pod regulowanym ciśnieniem. Korzystne jest zasysanie doprowadzanego gazu ę 153 251 3 pompą poprzez przewód 25 z komory 7. W wyniku uzyskuje się obiegowy układ pompowania gazu i zmniejsza straty ciepła.

Jeżeli nie stosuje się złoża fluidalnego, korzystne jest dołączenie urządzenia dozującego 18 bezpośrednio do głowic impregnujących lub do ich źródła zasilania.

Przy stosowaniu cieczy impregnujących korzystne jest wtryskiwnie cieczy albo bezpośrednio w głowice impregnujące, albo zasysanie jej bezpośrednio z urządzenia dozującego 18.

Na figurze 6 przedstawiono kilka rozwiązań wielostronnych i/lub ruchomych głowic impregnujących, które nadają się do nieprzerwanej impregnacji wiązek włókien, ewentualnie przetwarzanych w cienkiej tkaninie lub dzianinie. Wiązki te są ewentualnie nakładane na rdzenie. Mogą mieć one kształt prostokątny (fig. 6a), cylindryczny (fig. 6b), ośmiokąta foremnego (fig. 6c).

Dla wewnętrznej impregnacji wydrążonych struktur całkowicie zamkniętych na całym ich obwodzie, wykonanych z materiałów włóknistych proces musi być nieciągły. Głowice impregnujące są wówczas instalowane w przestrzeniach wewnętrznych. Głowice impregnujące i/lub materiał przeznaczony do impregnacji można przemieszczać w taki sposób, aby uzyskać żądaną impregnację, jak to przedstawiono na fig. 6d oraz fig. 6e.

Na figurze 6d przedstawiono schematycznie dziób samolotu 27, wewnętrz i na zewnątrz mający materiał włóknisty, który ma być impregnowany. Dla impregnacji wewnętrznej zastosowano głowicę impregnującą 28, a dla impregnacji zewnętrznej głowicę impregnującą 29. Przez obracanie dziobu i ruch posuwisto-zwrotny głowic impregnujących 28 i 29 na prowadnicach 30 i 31 uzyskuje się żądaną impregnację.

Na figurze 6e przedstawiono część 32 anteny miskowej, mającej wewnątrz i na zewnątrz materiał włóknisty, który ma być impregnowany. Odbywa się to za pomocą głowic impregnujących 33 i 34, które są poruszane ruchem posuwisto-zwrotnym promieniowo na prowadnicach 35 i 36. Jeżeli trzeba, opisane ruchy mogą być sterowane komputerem, co umożliwia optymalną impregnację materiałów włókienniczych usytuowanych na bardziej skomplikowanych konstrukcjach przestrzennych.

Jeżeli wiązki włókien przetwarzane w cienkie tkaniny lub dzianiny nakładane są na rdzenie, impregnowany materiał jest ogrzewany w autoklawie pod określonym ciśnieniem. Ewentualnie w autoklawie mogą być zamontowane emitory ciepła.

Opisanym sposobem impregnowano pasma włókien, którym ewentualnie nadano pewien kształt, jak dziób samolotowy, antena radarowa i inne struktury. Możliwe jest również zastosowanie pieca topiącego, który złożony jest przykładowo z dwóch połówek formy.

W celu ułatwienia tkania, dziania i/lub skręcania impregnowane pasma włókien mogą być rozdzielone całkowicie lub częściowo na węższe pasma. Te wąskie pasma otrzymują następnie dodatkową cienką warstwę impregnującą przez zastosowanie urządzenia według wynalazku. Warstwa ta, złożona ze specjalnie wybranego materiału impregnującego, powoduje, że materiał impregnujący obecny już pomiędzy włóknami pozostaje na miejscu podczas tkania i/lub dziania, a ponadto zapobiega adsorpcji wilgoci. Aby to spowodować, pasmo można ewentualnie poddać na przykład powierzchniowej obróbce cieplnej. Zwłaszcza w przypadku materiałów impregnujących o dużej sztywności tkanie i/lub dzianie wąskim pasm, które nie przeszły przez piec roztapiający, jest możliwe bez znacznej adaptacji urządzeń i bez zmniejszenia prędkości. Następnie cienka tkanina, dzianina i/lub skręcony materiał mogą być przeprowadzone przez piec roztapiający w celu poddania później ewentualnej obróbce za pomocą chłodzonych walców kształtowych.

Do obróbki włókien można stosować przykładowo następujące czynniki: żywice octanowe, żywice akrylowe, żywice akrylonitrylo-butadieno-styrenowe, aluminiowe, żywice alkidowe, tlenek glinowy, żywice arylowe, żywice z imidu kwasu maleinowego, kobalt, miedź, ekonol, żywice epoksydowe, żywice z fluoro-pochodnych węglowodorów, kopolimery fluorowe, ołów, żywice melaminowe, nikiel, żywice fenolowe, żywice polioctanowe, żywice poliakrylowe, poliamid (nylon), polibutadien, polibutylo-czteroftalan, poliwęglany, opoliestry aromatyczne, poliestry termoplastyczne, polieteroketony, polieteroimidy, polieterosulfony, polialkeny, polietylenoczteroftalany, poliimidy, żywice polioksymetylenowe, modyfikowane tlenki polifenylenu, siarczki polifenylenu, tlenki polifenylenu, polifenylosulfony, polistyrany, polisulfony, policzterofluoroetyleny, polieretany, polichlorki winylu, polifluorkiwinylideny, zmodyfikowany tlenek polipropylenu, krzemionkę, węglik krzemu, azotek krzemu, żywice silikonowe, kopolimery styrenowo4

153 251 akrylonitrylowe, kopolimery styrenowe, tytan, wolfram, mocznik, estry winylowe, kauczuki oraz jako dodatki przykładowo: czynniki antystatyczne, profery, barwniki, beton, czynniki sprzęgające, wypełniacze, środki zmniejszające palność, materiały pianotwórcze, czynniki zwiększające odporność cieplną, wypełniacze porowate, środki smarowe, minerały, plastyfikatory, środki ułatwiające obróbkę, żywice silikonowe, stabilizatory, nadstopy, pochłaniacze promieniowania ultrafioletowego, tworzywa sztuczne rozpuszczalne w wodzie, wiskery. Materiał przeznaczony do obróbki może być przykładowo złożony z: aluminium, tlenków aluminium, poliamidów aromatycznych, azbestów, boru, węgla, kobaltu, miedzi, szkła, szkła wysokorzemianowego i kwarcowego, krzemianu lutowo-aluminiowego, magnezu, niklu, polialkenu, krzemionki, krzemu, węglika krzemu, azotku krzemu, stali, tytanu, wolframu, cynku, cyrkonu, tlenu cyrkonowego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do impregnacji materiału włókienniczego, zwłaszcza proszkowym czynnikiem obróbczym, zawierające elementy napędowe do przemieszczania materiału impregnowanego oraz elementy natryskujące w strumieniach gazu czynnik obróbczy na obrabiany materiał, znamienny tym, że ma komorę impregnacyjną (7) zaopatrzoną w perforowane dno (19), na którym jest umieszczony czynnik obróbczy w postaci złoża (20), zaś poniżej tego dna jest usytuowane źródło zasilania gazem (21), a ponadto ma co najmniej jedną rurkę ssawną , wyposażoną w głowicę impregnującą (23) i usytuowaną swą końcówką wlotową w złożu czynnika obróbczego.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rurki ssawne (26) są osadzane na ruchomych prowadnicach (30, 31, 35, 36).

   FIG.1 /ivlv!\

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł