SK283876B6

SK283876B6 - Spôsob výroby kompozitnej nite, kompozitná niť vytvorená týmto spôsobom, kompozitný dielec, tkanina alebo pletenina a kompozitný profil vytvorené na báze nite

Info

Publication number: SK283876B6
Application number: SK1233-93A
Authority: SK
Inventors: Philippe Boissonnat; Dominique Loubinoux; Louis Roy
Original assignee: Vetrotex France S.A.
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 2004-04-06
Also published as: AU665624B2; EP0579822A1; FI934373A0; CA2107671A1; SK123393A3; BR9304114A; FR2687095A1; HU9302805D0; IL104629A0; FI934373A; HU215363B; CA2107671C; CZ235993A3; EP0579822B1; FR2687095B1; DE69304158D1; HUT67130A; WO1993015893A1; KR100263784B1; FI102467B

Abstract

Pri spôsobe výroby kompozitnej nite (33), tvorenej väčším počtom nekonečných vlákien (filamentov) kombinovaných s termoplastickou organickou hmotou, sa mechanicky unáša niť v zariadení (12) osadenom vo forme zahnutej priečnej hlavy v smere nite na konci vytlačovacieho stroja a organická hmota sa vháňa smerom k niti a sústredne s ňou pod konštantným maximálnym radiálnym tlakom nižším ako 5 MPa. Ďalej sa riešenie týka kompozitnej nite vytvorenej uvedeným spôsobom, ako aj výrobkov na jej báze.ŕ

Description

Vynález sa týka výroby kompozitnej nite vytvorenej z väčšieho počtu filamentov (elementárnych vlákien, nekonečných vlákien, to jest, v zmysle obvyklej terminológie vlákien a nití, vlákien o veľkej dĺžke, ktorá sa považuje za nepretržitú - ďalej v celom texte: nekonečných vlákien), pri ktorom je uvedená niť mechanicky unášaná v osi centrálneho kanála zariadenia uloženého v priečnej hlave na konci vytlačovacieho stroja, pričom niť sa uvádza do styku s organickou hmotou v roztavenom stave pod tlakom v uvedenom kanáli, vybavených povlakom organickej hmoty. Ďalej sa vynález týka kompozitnej nite vytvorenej uvedeným spôsobom ako i výrobkov na jej báze.

Doterajší stav techniky

Výroba kompozitných výrobkov tvorených združovaním nití výstuže a organickej termoplastickej hmoty sa vykonáva výhodne pri použití kompozitných materiálov, v ktorých sú výstuž a organická hmota už spojené. Je tomu tak hlavne pri dieloch získavaných navíjaním na otáčavý tŕň alebo pri poddajných kompozitných výrobkov zhotovovaných napríklad tkaním.

Existuje už rad prostriedkov na združovanie nití výstuže a organickej termoplastickej hmoty. Tieto prostriedky je možné rozdeliť do dvoch veľkých kategórií, a to na tie, ktoré sa snažia obaľovať každé nekonečné vlákno tvoriace niť, napríklad ponorením do kúpeľa organickej hmoty v roztavenom stave, a tie, ktoré sa snažia povliekať niť vytvorenú z množstva vlákien.

Z dokumentov opisujúcich v známom stave techniky posledne menované prostriedky je možné uviesť napríklad európsky patentový spis EP-N-133 825. Tento dokument opisuje kompozitný materiál tvorený prameňom nekonečných vlákien povlečeným jemným práškom termoplastickej živice, ktorej bod topenia je rovný alebo rovnako veľký ako bod topenia povliekacieho prášku. Tento prameň, v ktorého vnútri majú zrnká prášku voľnosť sa premiestňovať medzi nekonečnými vláknami, sa vyznačuje svojou poddajnosťou. Vzhľadom k tejto vlastnosti však takýto prameň nemôže byť rezaný na diely, pretože by ihneď stratil veľkú časť termoplastického prášku, ktorý uzatvára.

Postup používaný na výrobu takéhoto prameňa spočíva v tom, že sa odťahuje kontinuálny prameň z cievky, nabíja sa elektrostaticky tak, aby oddeľoval nekonečné vlákna, ktoré ho tvoria a nechá sa takto prechádzať fluidizovaným lôžkom častíc živicového prášku, prameň sa znovu vytvára spojením nekonečných vlákien povlečených práškom a potom sa povlečie vrstvou termoplastickej organickej hmoty. Toto povliekanie môže byť dosiahnuté rôznymi prostriedkami, hlavne vytlačovaním. V tomto uskutočnení prechádza prameň plnený práškom do prieťažnej matrice vo forme zahnutej hlavy typu matríc na povliekanie elektrických alebo telefónnych drôtov. Princíp tohto spôsobu obmedzuje rýchlosť posunu prameňa, ktorá je podľa uvedeného príkladu rádovo 1 až 2 metre za sekundu.

Európska patentová prihláška EP-A-33 244 opisuje iný kompozitný materiál a spôsob jeho výroby. Tento dokument opisuje hlavne kompozitný prameň tvorený združením výstužných nití nekonečných vlákien a niti z nekonečných vlákien z organickej termoplastickej hmoty, pričom tento prameň sa potom oplášťuje termoplastickou organickou hmotou. Tento prameň sa získava spôsobom spočívajúcim v odťahovaní výstužných niti a nití z organickej hmoty zo samostatných zvitkov, ich združovaním do jed ného prameňa na vstupe do ohrievacieho zariadenia, ktorého funkciou je dostatočne zmäkčiť nite z organickej hmoty tak, že nite v súbore k sebe navzájom priľnú. Prameň takto konsolidovaný prechádza do druhého zariadenia, ktoré je známe, ktoré ho povlieka vrstvou organickej termoplastickej hmoty.

I keď nie je uvedený žiaden príklad, je veľmi pravdepodobné, že použitý spôsob nedovoľuje počítať s vysokými rýchlosťami posunu. Jednoduchý ohrev organických nití, určený na zaistenie kohézie prameňa, nedovoľuje nepochybne presiahnuť rýchlosť posunu rádovo 1 meter za sekundu. Okrem toho zlepovanie niti medzi sebou im udeľuje určitú tuhosť.

Európska patentová prihláška EP-A-393 536 opisuje niť tvorenú väčším počtom nekonečných vlákien a povlečenú termoplastickou živicou. Časť týchto nekonečných vlákien je oddeľovaná od seba navzájom a vlákna sú obklopované živicou a ostatné zostávajú spolu združené vo forme zväzkov.

Tento výrobok sa získava tým, že sa necháva prechádzať niť do preťahovaccj matrice (tvárnice) uloženej vo forme zahnutej hlavy na konci vytlačovacieho stroja, v ktorého vnútri jc uvádzaná do dotyku s termoplastickou živicou pod tlakom. Vháňanie živice kolmo na dráhu nite od otvoru spájajúceho stenu centrálnej komory preťahovaccj matrice s vytlačovacím strojom vyvoláva rozrušovanie nite a oddeľovanie určitého počtu nekonečných vlákien od seba. Tlak vyvíjaný prednostne z jednej strany nite má účinok tiež vo vyvolávaní nepravidelného rozdeľovania výstuže vnútri roztavenej živice.

Použitý postup vyžaduje, aby sa pred impregnovaním nite niť tepelne spracovávala s cieľom odstránenia látok uložených na povrchu nekonečných vlákien a schopných sa rozkladať pri nízkej teplote. I keď sa neudáva žiadna hodnota, je pravdepodobné, že tento spôsob nedovoľuje presahovať rýchlosť posunu rádovo 1 meter za sekundu.

Podstata vynálezu

Vynález sa kladie za úlohu vytvoriť spôsob výroby nite povlečenej termoplastickou organickou hmotou, ktorá by dovoľovala zbaviť sa obmedzení kladených v známom stave techniky na rýchlosť posunu pri povliekani. Vynález si hlavne kladie za úlohu vytvoriť spôsob, ktorý by dovolil získať celú škálu výrobkov z poddajnej kompozitnej nite, jednoducho povlečenej jemnou povrchovou vrstvou termoplastickej organickej hmoty až po kompozitnú niť, impregnovanú aspoň sčasti termoplastickou organickou hmotou.

Vynález si ďalej kladie za úlohu vytvoriť kompozitné nite, ktorých jadro, tvorené zväzkom nekonečných vlákien z aspoň dvoch rôznych hmôt, je povlečené termoplastickou organickou hmotou, ako i kompozitné výrobky vytvorené z nití získaných podľa vynálezu.

Uvedený ciel je dosiahnutý spôsobom výroby kompozitnej nite, vytvorenej z väčšieho počtu nekonečných vlákien (filamentov) kombinovaných s organickou termoplastickou hmotou, pri ktorom je uvedená niť mechanicky unášaná v osi centrálneho kanála zariadenia uloženého v priečnej hlave na konci vytlačovacieho stroja, pričom niť sa uvádza do styku s organickou hmotou v roztavenom stave pod tlakom v uvedenom kanále, ktorého podstatou je, že organická hmota sa vháňa do kanála smerom k niti a sústredne s ňou, a len čo sa niť dostala do styku s uvedenou hmotou, podrobuje sa niť konštantnému maximálnemu radiálnemu tlaku na aspoň časti svojej dráhy uvedeným kanálom, pričom uvedený tlak v kanáli zostáva pod 5 MPa.

Podľa predpokladaného prípadu použitia nekonečné vlákna (filamenty) môžu byť sklenené alebo uhlíkové nekonečné vlákna (filamenty) alebo aramidové nekonečné vlákna (filamenty) známe napríklad pod označením KEVLAR.

Východisková niť môže byť tiež zmesná niť tvorená združením nití rôznej povahy, odťahovaných z rôznych zvitkov práve pred zavádzaním zmesnej nite do preťahovacej hlavy, alebo z jediného zvitku predtým zhotovenej zmesnej nite.

Východisková niť použiteľná v rámci vynálezu môže byť rovnako získaná združovaním napríklad organickej nite odťahovanej zo zvitku a sklenených nekonečných vlákien v priebehu ich ťahania od trysiek, alebo naopak sklenenej nite odťahovanej zo zvitku a organických nekonečných vlákien v priebehu ich zvlákňovacieho vyťahovania.

Použitie vynálezu v rámci priameho spôsobu je ešte výhodnejšie. Je možné vykonávať povliekanie nite v rámci spôsobu ich výroby. Je tak napríklad združované množstvo nekonečných vlákien, vytváraných mechanickým vyťahovaním stužiek roztaveného skla vychádzajúcich z vláknotvornej tryskovej hlavy, do nite, ktorá je priamo povliekaná hmotou pri rýchlosti vyťahovania vlákien, ktoré ju tvoria. Rovnako tak je možné povliekať priamo zmesnú niť získanú spôsobom popísaným v európskej patentovej prihláške EP-A-367 661. V jednom z uskutočnení popísanom v tomto dokumente, je zmesná niť tvorená združovaním sklenených nekonečných vlákien, vychádzajúcich z vláknotvorenej tryskovej hlavy napájanej roztaveným sklom, a organických nekonečných vlákien, vychádzajúcich z vytlačovacej hlavy napájanej termoplastickou organickou hmotou.

Použitie vynálezu v rámci priameho spôsobu je dvojnásobne výhodné, pretože vylučuje potrebu zhotovovania zvitkov a skladovania návinov nite pred vlastným povliekanim a pritom umožňuje, že dĺžka povlečenej nite vyrobenej za jednotku času môže byť desaťkrát vyššia ako sa dosahuje známymi spôsobmi.

Spôsob podľa vynálezu totiž dovoľuje značne znížiť strih organickej hmoty, vstupujúcej do styku s niťou unášanou veľkou rýchlosťou a vylúčiť, aby niť bola vystavená príliš veľkým ťahovým napätiam, schopným vyvolať pretrhnutie určitých nekonečných vlákien, ktoré ju tvoria. Strihové sily sú zmenšené tým, že organická hmota sa vháňa do centrálneho kanála tak, že tok vháňanej hmoty je orientovaný k výstupu zo zariadenia. Od okamihu vháňania do centrálneho kanála sa organická hmota tiež šíri do smeru priľahlého tomu, aký sleduje niť v priebehu posunu. Rozdiel rýchlosti medzi organickou hmotou a niťou je tak podstatne zmenšený. Tento rozdiel je zmenšený výhodne od okamihu, keď niť prichádza do styku s organickou hmotou. To je dôvod, prečo sa vháňanie hmoty vykonáva výhodne od vstupu do centrálneho kanála zariadenia.

Podľa vynálezu sa vháňanie hmoty vykonáva tak, že prúd hmoty sa posúva strednou rýchlosťou rovnou 0,5 násobku rýchlosti posúvania nite. Toto sa môže dosiahnuť tým, že hmota sa vháňa pod relatívne malým tlakom, nižším ako 5 MPa a výhodne nižším ako 3 MPa.

Keď sa rýchlosť priechodu nite zvyšuje, môže byť udržiavanie odchýlky rýchlosti na dostatočne malej úrovni, zaručujúcej pravidelnosť povlaku uvedenej nite, zaistené ľahkým zvýšením tlaku vháňanej hmoty.

Spôsob podľa vynálezu tak umožňuje, že do zariadenia môže vstupovať niť pri rýchlostiach vyšších ako 5 metrov za sekundu, bez toho, aby to škodilo pravidelnosti povlaku uvedenej nite a kvalite jej impregnácie.

Pri postupe podľa vynálezu vyvíja organická hmota v roztavenom stave na povrch nite od okamihu dotyku s touto niťou pravidelný radiálny tlak. Niť vystavená vyváženému poľu tlakov v priebehu jej dráhy do zariadenia, nemá sklon sa deliť.

Navyše musí byť tlak, ktorý vyvíja hmota, na svojej menovitej hodnote od jej styku s niťou. Pretože niť prichádza do zariadenia prakticky chladná, zvyšuje sa viskozita hmoty pri jej dotyku. Ak je niť spočiatku podrobená relatívne malému tlaku, vytvára sa na jej povrchu vrstva viskóznej hmoty, ktorá bráni jej impregnácii, i keď je na ňu postupne vyvíjaný vyšší tlak.

Navyše pri centrálnom kanáli, ktorého priečny profil je konštantný na aspoň časti svojej dĺžky, je možné udržiavať na niti konštantný maximálny radiálny tlak na aspoň časti jej dráhy v kanáli. To podporuje kvalitu impregnácie získanej nite.

Nastavovaním tlaku a/alebo viskozity organickej hmoty, ako i rýchlosti priechodu nite do zariadenia, je možné pre danú organickú hmotu riadiť hrúbku oblasti prenikania hmoty do vnútra nite. Získa sa tak niť, ktorej stredná časť je tvorená zväzkom nekonečných vlákien neimpregnovaných organickou hmotou, obklopenou na svojom obvode vrstvou impregnovanou hmotou, pričom súbor je po vlečený vrstvou, ktorej hrúbka je nastavovaná na výstupe zo zariadenia kalibračným otvorom.

Hrúbka oblasti impregnácie nite závisí tiež na stupni chemickej kompatibility, aká môže byť medzi roztavenou organickou hmotou a nekonečnými vláknami (filamentmi) tvoriacimi niť. Ak je táto kompatibilita veľká, sú nekonečné vlákna ľahko zmáčané organickou hmotou, ktorá môže preniknúť do vnútra nite. Naopak, keď sú nekonečné vlákna a organická hmota chemicky málo kompatibilné, bude niť vystupovať z povliekacej hlavy s povlakom len vrstvy uloženej na jej povrch.

Na výstupe zo zariadenia je táto vrstva ešte teplej hmoty lepivá. Ak je rýchlosť priechodu nite vysoká, je potrebné ochladzovať aspoň povrchovú oblasť tejto vrstvy predtým, ako niť vojde do styku s akýmkoľvek zariadením.

Toto ochladzovanie musí byť tým energickejšie, čím vyššia je rýchlosť nite. Toto ochladzovanie sa získa tým, že sa nechá prechádzať oblasťou, v ktorej vnútri je podrobená pôsobeniu plynnej alebo kvapalnej tekutiny. Najrýchlejšie chladenie sa dosiahne rozprašovaním kvapôčok vody na prechádzajúcu niť.

Podľa vyhotovenia vynálezu sa udeľuje niti kontinuálny otáčavý pohyb v priebehu jej posunu, čím sa vyvolá zákrut.

Tento otáčavý pohyb je možné dosiahnuť pomocou zariadenia typu popísaných v európskej patentovej prihláške č. EP-A-273 812, napríklad dvoma nekonečnými remeňmi alebo tryskou usmerňujúcou prúd vzduchu pod silným tlakom tangenciálne k niti.

Toto zariadenie je vradené na výstupnej strane od chladiaceho pásma. Keď je niť ochladzovaná rozprašovaním vody, umožňuje zariadenie odstrániť prúdom vzduchu z trysky vodu zostávajúcu na povrchu uvedenej nite po jej priechode chladiacou oblasťou.

Otáčavý pohyb je udeľovaný niti tak, že zákrut začína pred vstupom do zariadenia. Niť vybavená jednoduchým zákrutom je tak povliekaná organickou hmotou, ktorá po ochladení dovoľuje tento zákrut fixovať čiastočným impregnovaním touto hmotou.

Nite získané podľa vynálezu majú jadro vytvorené zväzkom nekonečných vlákien (filamentov), pri ktorých je aspoň časť schopná sa posúvať proti sebe navzájom, pričom sú obklopené organickou hmotou. Poddajnosť týchto nití, udeľovaná pohyblivosťou nekonečných vlákien (filamentov) jej jadra a ich ochrana povlakom z organickej hmoty z nich robí vysoko kvalitný materiál na vytváranie kompozitných dielov navíjaním na nosič, alebo pultrúziou alebo na výrobu tkanín alebo osnovných úpletov určených na to, aby slúžili ako výstuž pre organické alebo minerálne hmoty.

Získané nite podľa vynálezu sa môžu strihať a sú výhodne používané v tejto forme v rámci spôsobu výroby kompozitných výrobkov vytlačovaním. Povlak z termoplastickej hmoty, ktorý ich povlieka, chráni nekonečné vlákna (filamenty) jadra pri miešacom procese, ktorému sú podrobené vo vytlačovacom stroji.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom opise na príklade vyhotovenia s odvolaním na pripojený výkres, na ktorom znázorňuje:

obr. 1 schematický pohľad z boku na časť príkladu zariadenia na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu, a obr. 2 schematický pozdĺžny rez zariadením podľa obr. I.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 je zmesná niť 10, tvorená súborom nekonečných vlákien výstuže a termoplastickou hmotou, vedená zariadením 11. Toto zariadenie slúži na privádzanie nite 10 do osi zariadenia uloženého vo forme zahnutej hlavy a zvisle na konci vytlačovacieho stroja 13. Tento vytlačovací stroj, spojený s nosičom 14, je vybavený závitovkou otáčavo poháňanou motorom 15. Vytlačovací stroj 13 je napájaný termoplastickou organickou hmotou vo forme granuli prostredníctvom násypky 16. Tento vytlačovací stroj dovoľuje vháňať organickú hmotu v roztavenom stave do zariadenia 12 pod silným tlakom, ktorý môže dosiahnuť až 5 MPa.

Zariadenie 17 na chladenie nite môže byť osadené za zariadením 12. Znázornené zariadenie je tvorené valcom 18, ktorého os sa zhoduje s osou zariadenia 12, vybaveným radom trysiek dovoľujúcich rozprašovať vodu vnútri uvedeného valca.

Ďalej za zariadenie 17 v smere postupu nite a v jeho osi môže byť umiestnené zakrucovacie ústrojenstvo nite 10, schematicky označené ako ústrojenstvo 19 na obr. 1. Toto zariadenie môže byť typu popísaného v článku „L industrie Textile, č. 1166-5/86-485-492“, kde zariadenie pracuje na princípe zákrutu udeľovaného prúdom vzduchu.

Ak je rýchlosť posunu nite 10 malá, môže byť ústrojenstvo 19 vradené priamo za zariadenie 12. Ústrojenstvo 19 je regulované tak, aby zákrut prechádzal hore do oblasti pred zariadením 12.

Niť 10 povlečená vrstvou organickej hmoty stuhnutej aspoň na povrchu, prechádza cez vodiace zariadenie 20 predtým, ako je navíjaná na vreteno 21, otáčané motorom upevneným v neznázomenom ráme. Niť 10 je navíjaná vo forme zvitku 22 pomocou rozdeľovacieho zariadenia 23.

Namiesto unášania otáčajúcim sa vretenom môže byť niť 10 unášaná vyťahovacím kolesom a rozdeľovaná na dopravníku v súlade s postupmi a zariadeniami popísanými napríklad v patentových spisoch USA č. US-A 3 467 739 a US-A 3 676 095.

Niť 10 môže byť tiež unášaná strihacím strojom, ako je uvedené napríklad v patentovom spise USA č. US-A 4 406 196. V' tomto poslednom prípade niť bola výhodne podrobená zákrutu fixovaným v priebehu ochladzovania organickej hmoty, čo je štruktúra, ktorá vylučuje riziko drvenia medzi strihacími kolesami, ako je tomu pri obyčajnej niti.

Spôsob impregnovania a povliekania nite 10 termoplastickou organickou hmotou v roztavenom stave je znázornený na obr. 2. Pozdĺžny rez zariadením 12 ukazuje, že toto zariadenie obsahuje dutý trň 24, centrálny kanál 25 a oblasť 26, majúcu zmenšený priechodzí prierez pre niť.

Zariadenie 12 je pripojené k vytlačovaciemu stroju prostredníctvom napájacieho kanála 27. Tento kanál vyúsťuje vnútri zariadenia 12 do komory 28, ktorá obklopuje tŕň 24. Táto komora ústi vo forme prstencového otvoru 29 na vrchole centrálneho kanála 25.

Tŕň 24 má základnú funkciu viesť niť 10 a dokonale ju centrovať. Komora 28 zodpovedá vonkajšiemu tvaru tŕňa 24, hlavne jeho dolná časť 30 v tvare zrezaného kužeľa, ktorá sa zbieha k niti 10 na jej vstupe do centrálneho kanála.

Keď sa niť dostane do kontaktu s organickou hmotou, vyvíja vzhľadom k tejto obzvláštnej vnútornej štruktúre táto organická hmota od tohto dotyku pravidelný tlak na celý obvod nite. Pretože sú všetky nekonečné vlákna, ktoré ju tvoria, vystavené rovnakému tlaku, zachovávajú svoju súdržnosť.

Oblasť 26, tvorená úsekom 31 v tvare zrezaného kužeľa a priechodom 32 konštantného prierezu, dovoľuje udržiavať organickú hmotu pod tlakom v centrálnom kanáli. Priechod 32 dovoľuje kalibrovať priemer nite obklopenej organickou hmotou. Na výstupe zo zariadenia 12 má získaná niť jadro 33, tvorené zväzkom nekonečných vlákien vytvárajúcich niť 10, obklopené na svojom obvode pravidelnou vrstvou 34 organickej hmoty.

Príklad 1

Zmesná niť, tvorená 800 nekonečnými vláknami zo skla E, so stredným priemerom 14 mikrometrov a 750 nekonečnými vláknami z homopolymémeho polypropylénu (index toku taveniny rovný 20 dg/min., meraný podľa normy ISO 1133) so stredným priemerom 25 mikrometrov, dôkladne zmiešaných, je obalená v nasledujúcich podmienkach:

- Jednozávitovkový vytlačovací stroj:

- priemer závitovky 25 mm-L/D = 30

- maximálny prietok 10 kg/hod.

- Zariadenie umiestnené v zahnutej hlave na konci vytlačovacieho stroja zodpovedá zariadeniu znázornenému na obr. 2:

- priemer priechodu tŕňa (24) 0,95 mm

- priemer centrálneho kanála (25) 2,00 mm

- priemer kalibrovacieho otvoru (32) 1,10 mm

- Zariadenie jc napájané hmotou v roztavenom stave, vytvorenou z nasledujúcej zmesi:

- 35 % hydrogénovanej uhľovodíkovej živice:

- bod mäknutia gulička/prstenec

- viskozita podľa Brookfielda

180 ^CC

97-103 ^CC

600 MPa.s pri

- 65 % polypropylénového vosku

- bod mäknutia gulička/prstenec 163 °C

- viskozita podľa Brookfielda 600 MPa.s pri 190 °C

- teplota zariadenia

- tlak vnútri zariadenia

230 °C až 1,5 MPa

- rýchlosť nite 10m.s-l

- Niť prechádza osou valca dlhého asi 1 meter, vybaveného radom trysiek, z ktorých sa rozprašuje voda pri ich priechode.

- Na vlákna bola nanesená povrchovo upravovacia látka vo vodnej fáze. Táto povrchovo upravovacia látka obsahuje v podstate aminovaný silán a spojovacie činidlo typu propylén - anhydridu kyseliny maleínovej.

- Získaná niť je jednoducho povlečená. Množstvo hmoty uloženej na jej povrchu, vyjadrené v hmotnostnom percentuálnom podieli vzhľadom k počiatočnému titru nite je 20 %.

Príklad 2

Zmesná niť, vytvorená 800 nekonečnými vláknami zo skla E, so stredným priemerom 14 mikrometrov a 800 nekonečnými vláknami homopolymér- neho polypropylénu (index toku taveniny rovný 35 dg/min) so stredným priemerom 26 mikrometrov, sa povlieka v nasledujúcich podmienkach:

- Vytlačovací stroj je rovnaký, aký bol popísaný v predchádzajúcom príklade. Zariadenie, osadené vo forme zahnutej hlavy, podobnej predchádzajúcemu, má nasledujúce parametre:

- priemer priechodu tŕňa (24) 1,45 mm

- priemer centrálneho kanála (25) 2,00 mm

- priemer kalibrovacieho otvoru (32) 1,20 mm

- Zariadenie je napájané homopolymcmym polypropylénom (index tekutosti 35 dg/min) v nasledujúcich podmienkach:

- teplota zariadenia 260 °C

- tlak vnútri zariadenia 0,6 MPa

- rýchlosť nite 17m.s-l

- Lubrikácia nanášaná na sklenené nekonečné vlákna je totožná s tou, aká je popísaná v predchádzajúcom prípade a len čo je zmesná niť vybavená povlakom, chladí sa za rovnakých podmienok.

Príklad 3

Použitá zmesná niť a podmienky povliekania sú rovnaké ako v príklade 1, až na nasledujúce rozdiely:

- Organické nekonečné vlákna boli získané zvlákňovaním zmesi homopolymémeho polypropylénu (index toku taveniny 20 dg/min) a polypropylénu modifikovaného štepením anhydridu kyseliny maleínovej. Táto posledná zložka má účinok vo zvyšovaní polarity organických nekonečných vlákien.

- Sklenené nekonečné vlákna sú lubrikované lubrikáciou v nevodnej fáze. Táto lubrikácia obsahuje v podstate epoxycykloalifatickú živicu, vinyléter a aminovaný silán.

- Zmes vháňaná do vláknotvomej tryskovej hlavy obsahuje rovnaké zložky, a to 30 % živice, 50 % vosku, ku ktorej sa pripája 20 % polypropylénu chemicky modifikovaného štepením anhydridu kyseliny maleínovej.

- Polypropylén má nasledujúce vlastnosti:

- bod mäknutia gulička/prstenec 157 °C

- viskozita podľa Brookfielda 275 MPa.s pri

190°C

- Podmienky povliekania nite sú rovnaké, ako v predchádzajúcom prípade.

- Získaná niť má jadro tvorené zväzkom nekonečných vlákien, ktorého vonkajšia oblasť je impregnovaná organickou hmotou a súbor je povlečený vrstvou tejto hmoty.

- Množstvo organickej hmoty uložené na zmesnej niti vyjadrené v hmotnostnom percentuálnom podiele vztiahnutom na titer nite je 20 %.

Kompozitné nite podľa vynálezu dovoľujú priamo vytvárať rôzne kompozitné výrobky, ako to ukazujú nasledujúce príklady.

Príklad 4

- Kompozitná niť z príkladu 3 bola použitá na vytváranie tkaniny v nasledujúcich podmienkach. Osnova s 2.6 niťami na centimeter je pripravená na ihlovom tkáčskom stave so šírkou 1,27 metra. Tkanina s plátnovou väzbou s hustotou útku 2,2 nite na centimeter sa vytvorila rýchlosťou 100 prehodení za minútu.

- Získaná tkanina (390 g/m2) má dobrú stabilitu a je dostatočne deťormovateľná, aby sa primkla k forme na tepelné tvarovanie slúžiace na výrobu kompozitných dielov.

Príklad 5

- Kompozitná niť z príkladu 3 je uložená ako osnova s hustotou 2,35 nití na centimeter na pletacom stroji, s tkaním vpleteným do osnovy. Spojovacia niť je polypropylénová niť 55 Tex.

- Tá istá polypropylénová niť sa tká ako útok s cieľom vytvorenia plochej štruktúry s 205 g/m2. Táto štruktúra môže byť použitá na získanie jednosmernej výstuže vnútri tepelne tvarovaného dielu.

Príklad 6

- 55 cievok kompozitnej nite, totožnej s niťou z príkladu 3 je uložených na cievočniciach pred linkou na termoplastické pultrúzne spracovanie. Táto linka obsahuje sálavý predhrievači tunel, tvarovaciu hlavu zbiehavého profilu s obdĺžnikovým priečnym profilom, udržiavanú na 240 °C, chladiacu tvarovku tiež s reguláciou teploty a zariadenie na ťahanie pások. Kontinuálne sa vytvára profil 15 mm x 3 mm, obsahujúci 42 hmotn. % výstuže. Tento profil môže byť použitý ako polotovar na výrobu zložitých kompozitných dielov, alebo môže nájsť uplatnenie v stavebných konštrukciách (napríklad ťahadlá alebo laná).

Príklad 7

- Plošné zoskupenie 4 kompozitných nití, rovnakých, ako boli popísané v príklade 3, sa navíja planétovým pohybom na demontovateľný tŕň. Kontinuálne sa vytvára náčas z polypropylénu vystuženého hmotnostnými 42 % skla. Chemická inertná povaha polypropylénu umožňuje používať túto nádobu na skladovanie a dopravu chemikálii.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby kompozitnej nite, vytvorenej z väčšieho počtu nekonečných vlákien kombinovaných s organickou termoplastickou hmotou, pri ktorom je uvedená niť mechanicky unášaná v osi centrálneho kanála zariadenia uloženého v priečnej hlave na konci vytlačovacieho stroja, pričom niť sa uvádza do styku s organickou hmotou v roztavenom stave pod tlakom v uvedenom kanáli, vyznačujúci sa tým, že organická hmota sa vháňa do kanála smerom k niti a sústredne s ňou, a len čo sa niť dostala do styku s uvedenou hmotou, vystavuje sa niť konštantnému maximálnemu radiálnemu tlaku na aspoň časti svojej dráhy uvedeným kanálom, pričom uvedený tlak v kanáli zostáva pod 5 MPa.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že vháňanie organickej hmoty do centrálneho kanála zariadenia sa deje tak, že prúd vháňanej hmoty sa orientuje k výstupu z kanálu.
3. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že vháňanie organickej hmoty sa vykonáva tak, že prúd hmoty sa posúva strednou rýchlosťou rovnou 0,5 násobku rýchlosti posúvania nite.
4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že niť sa unáša rýchlosťou najmenej rovnou 5 metrov za sekundu.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pre danú organickú hmotu sa riadi hrúbka oblasti jej prenikania do vnútra nite regulovaním tlaku a/alebo viskozity uvedenej hmoty prichádzajúcej do centrálneho kanála zariadenia a/alebo rýchlosťou priechodu nite zariadením.
6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že za zariadením, z hľadiska smeru postupu nite, sa niť povlečená termoplastickou organickou hmotou chladí tým, že sa nechá prechádzať oblasťou, v ktorej sa vystavuje pôsobeniu plynnej alebo kvapalnej tekutiny.
7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že sa niť chladí tým, že sa na ňu pri priechode rozprašujú kvapôčky vody.
8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa niti udeľuje kontinuálne rotačný pohyb v priebehu jej posunu, a niti sa udeľuje zákrut.
9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že rotačný pohyb sa udeľuje niti tak, aby zákrut vychádzal z miesta pred vstupom do zariadenia.
10. Kompozitná niť vytvorená spôsobom podľa nároku 1,vyznačujúca sa tým, že je tvorená jadrom obsahujúcim nekonečné vlákna z hmoty slúžiace ako výstuž, a toto jadro je povlečené vrstvou termoplastickej organickej hmoty a je aspoň čiastočne impregnované touto hmotou.
11. Kompozitná niť podľa nároku 10, vyznačujú ca sa t ý m , že jej jadro je tvorené súborom nekonečných vlákien zoskupených do jediného zväzku, pričom ich aspoň časť je voľných na ich vzájomné posúvanie proti sebe.
12. Kompozitná niť podľa nároku ©vyznačujúca sa t ý m , že jej jadro je vytvorené zo zväzku nekonečných vlákien, obsahujúceho zákrut.
13. Kompozitná niť podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 ažl 2, vyznačujúca sa tým, že jej jadro je tvorené nekonečnými vláknami z hmoty slúžiacej ako výstuž a nekonečnými vláknami z termoplastickej organickej hmoty.
14. Kompozitná niť podľa nároku 13, vyznačujúca sa tým, že je vytvorená zo sklenených nekonečných vlákien, kombinovaných s nekonečnými vláknami tvorenými hmotou zvolenou zo skupiny organických hmôt schopných vytvárania nekonečných vlákien, ako sú polypropylény, polyamidy a polyestery.
15. Kompozitný dielec, vyznačujúci sa t ý m , že je vytvorený navinutím nite na nosič, ako je niť podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 14.
16. Tkanina alebo osnovná pletenina, vyznačujúca sa t ý m , že jej útok a/alebo jej osnova sú vytvorené z nite podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 14.
17. Kompozitný profil, získaný pultrúziou z väčšieho počtu výstužných niti, vyznačujúci sa tým, že aspoň časť nití sú kompozitné nite podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 14.